钢材热处理关键要点.docx

.Y'/心AfS川131UCA1心3AM'14金属材料与热处理技术课程设计题目：T12钢热处理工艺课程设计院（系）：冶金材料系专业年级：材料1201负责人：陈博唐磊，杨亚西，合作者：谭平，潘佳伟，多杰仁青指导老师：里珍热处理工艺课程设计任务书系部冶金材料系专业金属材料与热处理技术学生姓名陈博，杨亚西，唐磊，谭平,多杰仁青，潘佳伟课程设计题目T12设计任务：1,课程设计的目的：为了使我们更好地理解碳素工具钢的性能及其热处理工艺流程。培养学生综合运用所学的热处理课程的知识去处理工程问题的能力，并使其所学知识得到巩固和发展。学习热处理工艺设计的一般措施，热处理设备选用和装夹具设计等进行热处理设计的基础技能训练。2 .课程设计的任务分组（碳素工具钢T12）：铿刀的热处理工艺（唐磊）：热处理后的组织金相分析（陈博）：淬火（潘佳伟）®：回火（多杰仁青）：局部淬火（谭平）：缺陷分析（杨亚西）3 .课程设计0¾内容：T12钢热处理工艺设计流程4参照文献：【1】詹艳然，吴乐尧，王仲仁.金属体积成形过程中温度场的分析.塑性工程学报，2023,8（4）2叶卫平，张覃轶.热处理实用数据速查手册.机械工业出版社.2023,5960【3】许天己钢铁热处理实用技术.化学工业出版社2023,134”136设计进度安排：第一周周一周二钢的一般热处理工艺设计理论学习周三周五分组进行经典金属材料B热处理工艺设计第二周周一周三撰写设计阐明书周四周五答辩指导教师（签字）:热处理工艺卡材料牌号T12零件重量铿刀400g工艺路线热轧钢板冲压下料一一退火一一校直一一铳或刨侧面一一粗磨一一半精磨一一剁齿一一淬火加回火。技术条件检查措施硬度HRC60-62,HB207洛氏硬度计，布氏硬度计金相组织珠光体，马氏体和渗碳体金相观测力学性能硬度：退火，207HB,压痕直径力4.20mm；淬火：262HRC布氏法，洛氏法匚序号工序名称设备装炉方式及数量加热温度。C保温时min冷却介质温度冷却时间min1预热加热炉550-650加热时间0¾5-6倍2球化退火退火炉760-7702-4h空气550-6004h3淬火保护气氛炉770-780水150-200101低温回火回火炉一160-1800.75-Ih空气15060热处理工艺卡编制人陈博编制H期审核日期目录基本资料4工艺规范5T12*01铿刀材料的选择62铿刀的热处理工艺62. 1球化退火的!详细工艺62.2T12钢制铿刀，其工艺路线如下：62.3淬火72«4|口*2. 5局部淬火93热处理后组织金相分析94质量检查145缺陷分析15序号牌号化学成分CMnSiSP不不小于1T70.400.350.0300.0352T83T8Mn4T90.405T1O6T117T128T13表1、碳素工具钢化学成分表2、碳素工具钢性能牌号退火状态试样淬火硬度值HB不大于压痕直径，mm不小于淬火温度，°C和冷却剂硬度值HRC不小于T71874.40800-820水62T8780-800水T8MnT91924.35760-780水T1O1974.30T112074.20T12T132174.10工艺规范1、临界点温度（近似值）Ac1=730oC、,Accm=820°C、Ar1=700oC2、正火规范正火温度850870°c,空冷，硬度269"341HBW3、一般退火规范退火温度760770°C,保温24h,再以30oC/h冷速，随炉缓冷到500600。C,出炉空冷。4、等温球化退火规范1） 760770°C×24h,680700°C×46h,等温后炉冷到500600°C,出炉空冷，硬度207HBW2） 750770°C×2h,680700°C×23h,硬度179207HBW,珠光体组织24级，网状碳化物等级W2级。5、调质处理规范淬火温度800820°C,油冷；回火温度640680°C,保温时间23h,球化级别：35级，硬度183"207HBWo6、一般淬火、回火规范淬火温度760780°C,水冷、水油双液冷却或碱浴冷却.硬度W62HRC,回火温度（180±10）°Cc7、薄片切断刀微变形处理1）调质处理：760770°CX4.25min淬入三硝水介质，600610°C×Ih空冷回火。2)最终热处理：850860°C×80s淬三硝水23s后，入硝盐180190°CX4min空冷，270280°c×Ih空冷，硬度5657HRC.T12钢的物理性能表2-24-2T12钢的临界温度临界点Ac1ACmAr1温度（近似值）/C730820700表2-24-3T12纲的线（膨）胀系数温度/C20-10020-20020-30020-5002070020-900线（膨）胀系数/C11.5×10-613.0×10614.3×10-615.1×10615.8×10-632.4×106表2-247T12钢的质量定压热容温度/C300500700900质量定压热答cpJ(kgk)-1548.4728.5649.O636.4T12锂刀热处理1牲刀材料的）选择据上面的分析得知锂刀的材料选用必须具有高硬度、高耐磨性和足够B¾韧性，故应选择TI1或T12钢。2锂刀的!热处理工艺路线：热轧钢板（带）下料一一锻（轧）柄部一一球化退火一一机加工一一淬火一一低温回火2.1 球化退火时详细工艺一般（缓冷）球化退火，缓冷合用于多数钢种,尤其是装炉量大时，操作比较以便，但生产周期长；等温球化退火，合用于多数钢种，尤其是难于球化的钢以及球化质量规定高的钢（如滚动轴承钢）；其生产周期比一般球化退火短，不过需要有可以控制共析转变前冷却速率的炉子；周期球化退火，合用于原始组织为片层状珠光体组织的J钢，其生产周期也比一般球化退火短，不过在设备装炉量大欧J条件下，很难按控制规定变化温度，故在生产中未广泛采用；低温球化退火，合用于通过冷形变加工的钢以及淬火硬化过时钢（后者一般称为高温软化回火）；形变球化退火，形变加工对球化有加速作用,将形变加工与球化结合起来，可缩短球化时间。它合用于冷、热形变成形的钢件和钢材（如带材）是在Acm或Ac3与AeI之间进行短时间、大形变量的热形变加工者；或是在常温先予以形变加工者；也可以是运用铸造余热进行球化者）。球化退火：将毛坯加热到760-770,保温2-4h然后以30-50/卜的速度冷却到550-600出炉后空冷，处理后组织为球化体，硬度为180-200HB。淬火温度为770-780C,可用盐溶液、高频感应加热或在保护气氛炉中加热,以防止表面脱碳和氧化。加热后水冷，由于锂刀柄部规定较低，在淬火时先将齿部放在水中冷却，待柄部颜色变成暗红色时才所有倾入水中。当锂刀冷却到150-200时，提出水面。木锤校直。低温回火：温度为160T80°C,事时间0.75Th,空冷。成品板铿表面刃部硬度64-67HRC,柄部V35HRC2.2 T12钢制铿刀，其工艺路线如卜：铸造热处理机加工热处理一一精加工。铿刀由T12锻成，然后退火磨削校正，经剁锂机剁出铿齿后在淬火，硬度一般62-67HRC0预热：为了减少锂刀加热时内部产生应力，使之弯曲小和防止裂纹,对锤刀在加热之前要进行预热以到达以上目的。预热温度为550650,时间为加热时间的J56倍。T12钢的热处理工艺曲线锻后热处理也叫退火得到0是球化珠光体组织，硬度一般为机械加工可以加工时动0范围，机加工后日勺热处理叫淬火+回火，一般采用较低B温度回火，得到0是回火马氏体+碳化物，硬度较高T12钢780C水淬、低温回火后为回火马氏体和碳化物.铸造后，晶粒破碎，硬度强度增大。第一次热处理应当为退火。目时：减少材料的硬度，使组织均匀，利于机械加工，此时的组织为铁素体加渗碳体的机械混合物。HRC不会超过30。第二次热处理后，对于铿刀，其硬度应当不小于50HRC,同步保证材料0耐磨性。此时组织为马氏体和少许0奥氏体。淬火温度760780,回火温度16180,回火后硬度不小于HRC60T12是碳素工具钢，含碳量1.2%退火：（图8）放煤气炉上面烧到红色，然后关掉炉子，把刀子放在炉子上冷却，或者空气冷却也可以退火0目0:重要是减少金属材料B硬度，提高塑性，以利切削加工或压力加工，减少残存应力，提高组织和成分B¾均匀化，或为后道热处理作好组织准备等。2.3 淬火：（图6、图7）放煤气炉上面烧到亮红色（稍微有点泛白），然后迅速拿出，刀尖向下垂直插入油中，保持一段时间，取出，然后迅速回火淬火的目的：使钢件获得所需的马氏体组织，提高工件时硬度，强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等。淬火裂纹的特性在淬火过程中，当淬火产生0¾巨大应力不小于材料自身0强度并超过塑性变形极限时，便会导致裂纹产生。淬火裂纹往往是在马氏体转变开始进行后很快产生的，裂纹的分布则没有一定的规律，但一般轻易在工件的尖角、截面突变处形成。在显微镜下观测到0¾淬火开裂，也许是沿晶开裂，也也许是穿晶开裂；有时呈放射状，也有时呈单独线条状或呈网状。因在马氏体转变区的冷却过快而引起的淬火裂纹，往往是穿晶分布，并且裂纹较直，周围没有分枝的小裂纹。因淬火加热温度过高而引起的淬火裂纹，都是沿晶分布，裂纹尾端尖细，并展现过热特性:构造钢中可观测到粗针状马氏体；工具钢中可观测到共晶或角状碳化物。表面脱碳的高碳钢工件，淬火后轻易形成网状裂纹。这是由于，表面脱碳层在淬火冷却时的体积胀比未脱碳B心部小，表面材料受心部膨胀0¾作用而被拉裂呈网状。非淬火裂纹的特性淬火后发现的裂纹，假如裂纹两侧有氧化脱碳现象，则可以肯定裂纹在淬火之前就已经存在。淬火冷却过程中，只有当马氏体转变量到达一定数量时，裂纹才有也许形成。与此相对应由J温度，大概在250如下。在这样的低温下，虽然产生了裂纹，裂纹两侧也不会发生脱碳和出现明显氧化。因此，有氧化脱碳现象B¾裂纹是非淬火裂纹。假如裂纹在淬火前已经存在，又不与表面相通，这样的内部裂纹虽不会产生氧化脱碳，但裂纹的线条显得柔软，尾端圆秃，也轻易与淬火裂纹的线条刚健有力，尾端尖细的特性区别开来。分析当工件在铸造过程中形成裂纹时，淬火加热即引起裂纹两侧氧化脱碳。伴随