《铸造铝合金及热处理》及G系列缸盖热处理工艺讲课人：二零一一年八月内 容 提 要一、金属热处理基础知识二、钢的热处理工艺简介 三、 铸造铝合金及热处理四、 G系列缸盖热处理工艺 一、金属热处理基础知识 （一）金属材料简介 低合金钢、中合金钢（Me在5％~10% 、高合金钢低钢碳、中钢碳（Ｃ％ 在0.25%~0.6%）、高碳钢按成分：碳素钢、合金钢；结构钢：调质钢、弹簧钢、桥梁用钢等等；工具钢：刃具钢、 模具钢、量具钢；特殊性能钢：不锈钢、耐热钢等；按用途：钢按显微组织：亚共析钢、共析钢、过共析钢、莱氏体钢；马氏体钢等。黑色金属按冶炼方式：沸腾钢、镇静钢等等金属材料铸铁：灰口铸铁＼球墨铸铁＼可锻铸铁＼白口铸铁……有色金属：铜合金＼铝合金＼镁合金＼锌合金…… （二）热处理基本原理 热处理——将金属或合金采用适当的方式进行加热、保温和冷却，以获得所需的组织结构与性能的工艺。 热处理工序的质量直接决定产品内部质量的好坏。肉眼无法检测其质量优劣，只有通过显微镜在放大100-500倍的情况下，观测其微观组织，才能判定其组织是否合格，是否存在组织缺陷，是否对产品的性能有影响。 能显著提高零件的使用性能，充分发挥钢材或合金的潜力，延长零件的使用寿命；同时，还可以改善工件的加工工艺性能，减少刀具磨损。正确的热处理工艺将直接造成产品报废、变形、开裂、氧化脱碳，缩短零件使用寿命，如果应力未消除充分，零件内部还将产生细小的微裂纹，在使用过程中，随着裂纹的逐渐扩大，将发生严重的车毁人亡的重大事故。不正确的热处理工艺T℃A(1538 ℃)160015001400C%液D液体+奥氏体液体 +渗碳体E奥氏体F1100G(913 ℃)1000奥氏体+渗碳体II+莱氏体莱氏体Acm渗碳体+莱氏体900奥+铁奥氏体+ 渗碳体II铁素体A3800S727℃KA1700P珠光体低温莱氏体铁 + 珠渗碳体+低温莱氏体渗碳体II+珠光体珠光体+渗碳体II+低温莱氏体6005000.020.772.114.36.69二、钢的热处理工艺简介（一）相图 制定热处理工艺的依据——相图Fe-Fe3C相图相——金属合金组织中化学成分、晶体结构、物理性能相同的组分。其中包括 固溶体、金属化合物及纯元素等。铁碳合金中基本相有：铁素体、奥氏体、渗碳体。 组织——泛指用金相观察方法看到的，由形态、尺寸不同、分布方式不同的一 种或多种相构成的总体，以及各种材料缺陷和损伤。珠光体（片状铁素体+片状渗碳体）；贝氏体（片状铁素体+点状渗碳体）；马氏体（碳在α-Fe中的过饱和固溶体）。 （二）热处理工艺方法简介 退火正火普通热处理淬火常用热处理工艺回火表面淬火渗碳表面热处理渗氮碳氮共渗等渗碳、渗氮和碳氮共渗又叫化学热处理。保温温度临界温度 热加连续冷却等温冷却时间加热注意事项：1、加热温度过高，将使产品晶粒粗大，强韧性降低，严重的甚至不能使用；2、加热温度过低，组织均匀化程度不好，转变不充分，易造成产品硬度偏低，综合机械性能下降。3、加热保温时间必须保证工件升温到规定温度，并完成转变。 工件越厚大，所需加热时间越长。若时间过短，将造成产品硬度不均匀，硬度偏低等缺陷，必须严格按工艺规定时间执行。◆保温注意事项 保温温度需符合工艺要求，防止过低或过高。 保温时间需足够，保证完成转变，回火时应保证应力得到较充分的释放。◆冷却注意事项 按一定的冷却速度冷却，保证冷却时间在合适的范围。 常用的冷却介质：空气、水、盐水、有机聚合物水溶液、热浴……。连续冷却：炉冷、空冷、油冷、 水冷…… 等温冷却常用的冷却方法：冷却过程是钢的热处理的关键工序，决定钢在冷却后的组织和性能！Ⅰ、淬火——将钢加热至Ac3线或Ac1线以上的某一温度，保温一定时间使之奥氏体化后，迅速冷却，从而获得马氏体组织的工艺。T ℃ A1700PS600T500B上400A过冷B下300Ms (240 ℃ )200M+A残0Mf (-55℃)(s)图3-6 共析钢等温冷却转变曲线共析钢奥氏体过冷到240℃(Ms)时，开始转变为马氏体，随着温度下降，马氏体逐渐增加，过冷奥氏体不断减少，直至-50℃(Mf)时，过冷奥氏体才全部转变为马氏体。所以，Ms与Mf之间的组织为马氏体和残余奥氏体。热处理常见缺陷有力学性能不合格、过烧、变形和开裂、氧化、脱碳等等。 钢的热应力——工件在加热和冷却过程中必然伴有热胀冷缩的现象，当工件表面与心部 温度变化不同时，造成热胀冷缩不均，使之产生内应力，这种由热胀冷缩不一致而 产生的应力称为热应力。 热应力的变化规律：冷却前期，表面受拉，心部受压； 冷却后期，表面受压，心部受拉。 冷却终了，表面存在压应力，心部存在拉应力。 热应力造成变形的规律：1
