第2篇 热处理原理及工艺
第7章 钢的热处理
教学目标：
搞清奥氏体、珠光体、贝氏体、马氏体等基本概念； 掌握共析分解、马氏体相变、贝氏体相变基本知识; 掌握相变产物的形貌和物理本质。
第8章 金属固态相变原理
§8 钢的热处理
一、热处理的作用
机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等各行各业用的大量零部件需要通过热处理工艺改善其性能。
拒初步统计，在机床制造中，约60%?70%的零件要经过热处理；在汽车、拖拉机制造中，需要热处理的零件多达70%?80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。
总之，凡重要的零件都必须进行适当的热处理才能投入使用。 热处理的定义：将固态金属或合金在一定介质中加热、保温和冷却，以改变材料整体或表面组织，从而获得所需组织和性能的工艺过程。
热处理三大要素：加热、保温和冷却
通过以上三个环节，材料的内部组织发生了变化，因而性能也发生变化。
1
例如：碳素工具钢T8在市场购回的是球化退火的材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提高到60～63HRC，这是因为内部组织由淬火之前的粒状珠光体转变为淬火+低温回火的回火马氏体。
同一种材料，热处理工艺不一样其性能差别很大，导致性能差别如此大的原因是不同的热处理后内部组织截然不同。
表 8-1 45号钢经不同热处理后的性能(试样直径15mm)
热处理工艺的选择要根据材料的成分来确定。材料内部组织的变化依赖于材料热处理和其他热加工工艺，材料性能的变化又取决于材料的内部组织变化。
所以，材料成分－加工工艺－组织结构－材料性能这四者相互依成的关系贯穿在材料制备的全过程之中。
我们的任务就是要了解和掌握其中的规律性。
二、热处理的基本要素
如上所述，热处理工艺中有三大基本要素：加热、保温、冷却。这三大基本要素决定了材料热处理后的组织和性能。 1、加热
按加热温度的高低，加热分为两种：一种是在临界点A1以下加热，此时一般不发生相变；另一种是在A1以上加热，目的是为了获得均匀的奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。
2
2、保温
保温是热处理的中间工序，其目的是既要保证工件“烧透”，又要防止工件脱碳、氧化等。
保温时间和介质的选择与工件的尺寸和材质有直接的关系。一般工件越大，导热性越差，保温时间就越长。 3、冷却
冷却是热处理的最终工序，也是热处理过程中最重要的工序。钢在不同冷却速度下可以转变为不同的组织形态。
图 8-1 热处理工艺曲线示意图
三、热处理的分类
1、根据加热、冷却方式的不同及组织、性能变化特点的不同，热处理可分为下列几类：
普通热处理：退火、正火、淬火和回火。即所谓热处理的“四把火”。 表面热处理：感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、激光表面淬火和涂覆、渗碳、氮化和碳氮共渗等。
其它热处理：可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理等。 2、按照热处理在零件生产过程中的工序和作用不同, 热处理工艺还可分为：
3