第八章鋼之熱處理

改進教學計畫編號：教改進 -97C-003計畫主持人：楊慶彬

8-1熱處理之定義

(1)退火：爐冷(2)正常化：空冷(3)淬火：油冷或水冷(4)回火

8-2鋼連續冷却速度對變態影響

一、爐中冷卻：波來鐵二、空氣中冷卻：糙斑鐵( 中等波來鐵 )三、油中冷卻：吐粒散鐵( 細波來鐵 )四、水中冷卻：麻田散鐵五、殘留沃斯田鐵

8-2鋼連續冷却速度對變態影響

8-2鋼連續冷却速度對變態影響

8-3鋼之恆溫變態

在不同溫度下，做恆溫變態試驗，然後將恆溫變態的開始時間和完成時間用圖表示，可得到兩條曲線，稱為恆溫變態曲線 (T.T.T 圖 )

8-3鋼之恆溫變態

8-3鋼之恆溫變態

變態完成所得之組織及其硬度註明於右側，視恆溫溫度由高而低有粗波來鐵、微粒波來鐵、上變靭鐵、下變靭鐵、麻田散鐵等。

8-3鋼之恆溫變態

鋼恆溫變態時所生成之組織

1.波來鐵組織：在鼻部以上的溫度發生變態時所生成的組織為波來鐵，變態溫度愈低，其層狀也愈細。2.變靭鐵組織：在鼻度以下， Ms以上之溫度範圍發生變態時所生成的組織為變靭體。3.麻田散鐵組織

變靭鐵組織

變靭鐵組織

麻田散鐵組織

(1)非原子擴散(2)麻田散鐵開始生成之溫度 Ms及變態完成之溫度 Mf隨含碳量變化，含碳量愈高， Ms及 Mf愈低。(3) Ms 及 Mf與冷卻速率無關。(4)麻田散鐵的變態只由冷卻溫度支配，即冷卻溫度一定時，其變態量也一定，不隨時間增加。

麻田散鐵變態的特徵

麻田散鐵變態的特徵

麻田散鐵變態的特徵

亞共析鋼及過共析鋼之恆溫變態

8-4恆溫變態與連續冷却變態之關係

亞共析鋼之連續冷却變態

8-5各種組織之機械性質

1.肥粒鐵2.雪明碳鐵3.波來鐵4.變靭鐵5.麻田散鐵

8-5各種組織之機械性質

8-5各種組織之機械性質

8-6工廠中常用之熱處理一、退火1.退火目的(1)消除加工之殘留應力。2.退火方法(1)完全退火：主要目的在調整結晶組織，使鋼料軟化，增加延性，以改善切削性或塑性加工性。(2)軟化退火(3)恆溫退火：其目的在短時間內即可達到軟化的作用。

完全退火之操作方法

二段退火之操作方法

水退火之操作方法

低溫退火之操作方法

恆溫退火之操作方法

碳鋼正常化處理

正常化目的(1)將加工變形或冷卻不均或溫度過高所得之粗大組織微細化。(2)消除常溫加工或鑄造所產生的內部應力。

碳鋼正常化溫度

碳鋼正常化處理

正常化方法(1)普通正常化(2)二段正常化(3)恆溫正常化(4)兩次正常化

普通正常化操作

二段正常化操作

恆溫正常化操作

兩次正常化操作

退火與正常化之機械性質比較

8-6工廠中常用之淬火

淬火方法(1)普通淬火(2)二段淬火(3)時間淬火(4)局部淬火(5)恆溫淬火

普通淬火之操作

二段淬火之操作

時間淬火之操作

影響淬火之因素

(1)淬火溫度 ( 或加熱溫度 )(2)淬火裂痕(3)淬火液淬火液的淬火能力受下列因素影響：(a)淬火液的比熱(b)淬火液的導熱度

碳鋼之淬火溫度

碳鋼之淬火裂痕

碳鋼淬火之質量效應

各種冷却劑之冷却曲線

8-6工廠中常用之回火1.回火目的(1)使淬火鋼的麻田散織及殘留沃斯田鐵組織安定化。(2)消除鋼料的內部應力(3)調節硬度以得到適當的韌性2.回火方法(1)低溫回火(2)高溫回火

8-6工廠中常用之回火

共析鋼淬火與回火的長度變化

回火的機械性質變化

回火脆性

(1)低溫回火脆性(2)高溫回火時效脆性(3)高溫回火徐冷脆性

低溫回火脆性

高溫回火時效脆性

高溫回火徐冷脆性

沃斯回火

優點(1)可得到高強硬、高韌性兼具的材質。(2)不必再實施回火。(3)所處理的零件尺寸較小時，不易產生不均勻的熱應力。(4)變態速度較慢，不易產生裂痕和彎曲變形。

沃斯回火

麻回火

麻淬火

8-7熱機處理

把塑性加工和熱處理適當配合，以改善機械性質的處理叫做熱機處理

8-7熱機處理

8-7熱機處理