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'中职课件-钢的热处理概要 第三章钢的热处理钢的热处理：将钢在固态下，通过加热、保温和冷却以获得预期组织和性能的工艺。作用：可提高零件的强度、硬度、韧性、弹性、改善切削加工性能分类普通热处理：退火、正火、淬火、回火表面热处理：表面淬火、化学热处理加热保温冷却温度时间临界温度 第一节钢在加热和冷却时的组织转变一、钢在加热时的组织转变加热是热处理的首要步骤。指钢加热到临界温度以上，使原有的组织转变成奥氏体后，以不同的冷却方式或速度转变为所需的组织，获得预期的性能。临界温度A1、A3、Acm是在极其缓慢加热或冷却条件下测定的。Ac1、Ac3、Accm是加热时的实际转变温度。Ar1、Ar3、Arcm是冷却时的实际转变温度。在加热或冷却时各临界点的位置 （1）完全退火将亚共析钢加热到Ac3以上30-50ºC，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织。应用：用于铸钢件、重要锻件功能：可降低硬度、改善切削加工性。原理：钢件被加热到Ac3以上时，呈完全奥氏体状态。由于初始形成的奥氏体晶粒非常细小，待经过Ar3线缓慢冷却时，通过“重结晶”使钢件获得细小晶粒，并消除了内应力。注意：必须严格控制退火加热温度，若加热温度过高，则奥氏体晶粒将急剧长大，冷却后仍然是粗大晶粒。 （2）球化退火原理：球化退火时，将钢加热到Ac1以上20～30℃，此时，初始形成的奥氏体内及其晶界上尚存有少量未完全溶解的渗碳体。在随后的冷却过程中，从奥氏体中经共析反应析出的渗碳体以未溶渗碳体为晶核，呈球状析出，分布在铁素体基体之上，这种组织称为球化体。它是人们对淬火前过共析钢最期望的组织，因为车削片状珠光体时，容易磨损刀具，而球状珠光体硬度低，节省刀具。应用：过共析钢经过锻造以后，其珠光体晶粒粗大，且存有少量网状二次渗碳体，致使硬度高、脆性大，进行切削加工时易磨损刀具，淬火时容易产生裂纹和变形，这些问题可通过球化退火予以解决。降低硬度，改善切削加工性，并为淬火作好准备。 （3）去应力退火原理：将钢加热到500~650ºC，保温后缓慢冷却。应用：主要用于部分铸件、锻件及焊接件，有时也用于精密零件的切削加工，使其消除内应力，防止钢件产生变形。 二、正火将钢加热到Ac3（亚共析钢）或Accm（共析、过共析钢）以上30~50℃，保温后在空气中冷却的热处理工艺。功能：与完全退火相似，钢加热到奥氏体区，重新结晶，形成索氏体，其比珠光体的强度、硬度稍高，韧性未下降。应用：（1）用于改善低碳钢的切削加工性能；（2）取代部分完全退火；（3）用于普通结构件的最终热处理；（4）用于过共析钢，以减少或消除二次渗碳体呈网状析出。 均匀化退火 第三节淬火和回火一、淬火将钢加热到Ac3或Ac1以上30～50℃，保温后在淬火介质中快速冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。淬火易产生裂纹或变形。 为防止淬火缺陷采用如下措施：（1）严格控制淬火加热温度若淬火加热温度不足硬度不足。若淬火加热温度过高脆性增加，致使工件产生裂纹、变形倾向。（2）合理选择淬火介质水的冷却速度大，易获得马氏体，用于碳素钢。油的冷却速度较低，工件不易产生裂纹和变形，用于合金钢。 （3）正确选择淬火方法生产中最常用的是单介质淬火法，它是在一种淬火介质中连续冷却到室温。单介质淬火法操作简单，便于实现机械化和自动化生产，故应用最广。对于容易产生裂纹、变形的工件，有时采用先水后油的双介质淬火法或分级淬火等其它淬火法。盐浴炉真空淬火炉 中频电炉感应圈 二、回火定义：将淬火钢重新加热到Ac1以下某温度，保温后冷却的热处理工艺，称为回火。作用：消除淬火内应力，以降低钢的脆性，防止产生裂纹，同时使钢获得所需的力学性能。网带式回火电炉 原理：淬火所形成的马氏体是在快速冷却条件下被强制形成的不稳定组织，因而具有重新转变成稳定组织的自发趋势。回火时，由于被重新加热，原子活动能力加强，所以随着温度的升高，马氏体中过饱和的碳将以碳化物形式析出。总的趋势是回火温度愈高，析出的碳化物愈多，钢的强度、硬度下降，而塑性、韧性升高。 分类：(1)低温回火(150～250℃)：目的：降低淬火钢的内应力和脆性，但基本保持淬火所获得的高硬度(56～64HRC)和高耐磨性。应用：低温回火用途最广，主要用于工具钢的热处理，如各种刃具、模具、滚动轴承和耐磨件等。(2)中温回火(350～500℃)：目的：使钢获得高弹性，保持较高硬度(35～50HRC)和一定的韧性。应用：主要用于各种弹簧、发条、锻模等。 (3)高温回火(500～650℃)：淬火并高温回火的热处理合称调质处理。应用：用于承受疲劳载荷的中碳钢重要件，如连杆、曲轴、主轴、齿轮、重要螺钉等。其硬度为20～35HRC。目的：调质处理的钢可获得强度及韧性都较好的综合力学性能。 第四节时效时效处理：指合金工件经固溶处理，冷塑性变形或铸造，锻造后，在较高的温度放置或室温保持，其性能，形状，尺寸随时间而变化的热处理工艺。目的：消除工件的内应力，稳定组织和尺寸，改善机械性能。方法：有自然时效、热时效、变形时效、振动时效等。 第五节表面淬火和化学热处理一、表面淬火定义：通过快速加热，使钢件表面层很快达到淬火温度，在热量来不及传到工件心部就立即淬火，使其表面获得马氏体组织，心部仍保持原始组织。目的：表层获得高硬度、高耐磨性，而心部仍保持原有的良好韧性。常用承受弯曲、扭转、摩擦和冲击的零件，如机床主轴、齿轮，发动机的曲轴等。材料：中碳钢 方法：电感应、火焰、电接触、激光等，目前应用最广的是电感应加热法。火焰加热感应加热感应加热表面淬火 感应加热表面淬火法在一个感应线圈中通以一定频率的交流电(有高频、中频、工频三种)，使感应圈周围产生频率相同、方向相反的感应电流，这个电流叫作涡流。由于集肤效应，涡流主要集中在工件表层。涡流所产生的电阻热使工件表层被迅速加热到淬火温度，随即向工件喷水，将工件表层淬硬。感应加热表面淬火 高频感应加热，淬硬层深度一般为0.5～2mm。主要用于要求淬硬层较薄的中、小型零件，如齿轮、轴等。中频感应加热，电流透入深度(约2～5mm)，主要用于中、小齿轮、凸轮轴、曲轴的表面淬火。工频感应加热，电流透入深度较大(超过10mm)，主要用于冷轧辊表面淬火。 感应加热表面淬火机感应圈 二、化学热处理定义：将钢件置于适合的化学介质中加热和保温，使介质中的活性原子渗人钢件表层，以改变钢件表层的化学成分和组织，从而获得所需的力学性能或理化性能。种类：依照渗入元素的不同，有渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硅、渗金属等。渗碳、渗氮、碳氮共渗→提高工件表面硬度。渗硼、渗硅、渗金属→提高工件表面的耐腐蚀性和抗氧化性。 渗碳：定义：将钢件置于渗碳介质中加热、保温，使分解出来的活性炭原子渗入钢的表面。原理：将钢件放人密闭的渗碳炉中，通入气体渗碳剂（如煤油等），加热到900～950℃，经较长时间的保温，使工件表层增碳。应用：用于既受强烈摩擦、又承受冲击或疲劳载荷的工件。如汽车变速箱齿轮、活塞销、凸轮、自行车和缝纫机零件等。气体渗碳法示意图 可控气氛渗碳炉真空渗碳炉渗碳回火炉 渗氮定义：将钢件置于氮化炉内加热，并通入氮气，使氨气分解出活性氮原子渗入钢件表面，形成氮化物，使钢件表面具有高硬度、高耐磨性、高抗疲劳性和高耐腐蚀性。优点：加热温度550~570℃，钢件变形甚小。缺点：生产周期长，采用专用的中碳合金钢，成本高。应用：用于制造耐磨性和尺寸精度要求高的零件，如排气阀、精密机床丝杠、齿轮。 井式气体氮化炉离子氮化炉缝纫机用氮化件经氮化的机车曲轴 第五节热处理新技术近年来，金属材料表面处理新技术得到了迅速发展，开发出许多新的工艺方法，这里只介绍主要的几种。全方位离子注入与沉积设备 将热喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，用高压气流使其雾化并喷射于工件表面形成涂层的工艺称为热喷涂。等离子热喷涂一、热喷涂技术利用热喷涂技术可改善材料的耐磨性、耐蚀性、耐热性及绝缘性等。广泛用于包括航空航天、原子能、电子等尖端技术在内的几乎所有领域。 热喷涂 二、气相沉积技术气相沉积技术是指将含有沉积元素的气相物质，通过物理或化学的方法沉积在材料表面形成薄膜的一种新型镀膜技术。根据沉积过程的原理不同，气相沉积技术可分为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两大类。物理气相沉积TiAl靶 1、物理气相沉积（PVD）物理气相沉积是指在真空条件下，用物理的方法，使材料汽化成原子、分子或电离成离子，并通过气相过程，在材料表面沉积一层薄膜的技术。物理沉积技术主要包括真空蒸镀、溅射镀、离子镀三种基本方法。磁控溅射镀膜设备 真空蒸镀是蒸发成膜材料使其汽化或升华沉积到工件表面形成薄膜的方法。真空蒸镀TiN活塞环真空蒸镀Al膜的塑料制品 溅射镀是在真空下通过辉光放电来电离氩气，氩离子在电场作用下加速轰击阴极，溅射下来的粒子沉积到工件表面成膜的方法。磁控溅射镀Al的塑料制品磁控溅射镀膜机 离子镀是在真空下利用气体放电技术，将蒸发的原子部分电离成离子，与同时产生的大量高能中性粒多弧离子镀膜机 由于化学气相沉积膜层具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性及电学、光学等特殊性能，已被广泛用于机械制造、航空航天、交通运输、煤化工等工业领域。经CVD处理的模具经CVD处理的活塞环2、化学气相沉积 三、三束表面改性技术三束表面改性技术是指将激光束、电子束和离子束(合称“三束”)等具有高能量密度的能源施加到材料表面，使之发生物理、化学变化，以获得特殊表面性能的技术。激光束加工电子束加工等离子束加工 由于这些束流具有极高的能量密度，可对材料表面进行快速加热和快速冷却,使表层的结构和成分发生大幅度改变(如形成微晶、纳米晶、非晶、亚稳成分固溶体和化合物等),从而获得所需要的特殊性能。束流技术还具有能量利用率高、工件变形小、生产效率高等特点。离子束溅射系统 谢谢再见谢谢再见 目的要求了解妇人杂病的范围特点以及发病原因、一般症状和治疗原则。熟悉热入血室、带下、转胞、阴吹、阴疮等的证治。掌握腹痛、脏躁、咽中炙脔、痛经、月经不调和漏下病等的辨证施治。背诵原文第5、6、9、13、19条。 概说含义：所谓妇人杂病，是指胎产以外的疾病。本篇与另2篇的联系：妇人杂病有些属于胎产所致，而杂病不愈又能影响胎产，因此3篇应结合研究。内容：本篇内容广泛治法：各篇所载治法，以本篇最丰富。如内治法中有汤、丸、散、酒剂；外治有针刺；前阴疾患有纳阴中坐药（丸剂和散剂），以及外用洗剂和润导剂等七种剂型。 本篇主要内容妇人杂病的病因病机、治疗原则热入血室梅核气脏躁漏下经水不利带下腹痛转胞阴吹阴中生疮 一、妇人杂病的病因病机、治疗原则妇人之病，因虚、积冷、结气，为诸经水断绝，至有历年，血寒积结，胞门寒伤，经络凝坚。……（原文第8条） 二、热入血室妇人中风，七八日续来寒热，发作有时，经水适断，此为热入血室，其血必结，故使如虐状，发作有时，小柴胡汤主之。（原文第1条）妇人伤寒发热，经水适来，昼日明了，暮则谵语，如见鬼状者，此为热入血室，治之无犯胃气及上二焦，必自愈。（原文第2条）妇人中风，发热恶寒，经水适来，得之七八日，热除脉迟，身凉和，胸胁满，如结胸状，谵语者，此为热入血室也，当刺期门，随其实而取之。（原文第3条）阳明病，下血谵语者，此为热入血室，但头汗出，当刺期门，随其实而泻之，濈然汗出者愈。（原文第4条）血室 讨论（何为血室）关于血室，有不同看法：1.冲脉（成无己，方有执）。2.肝脏（柯韵伯等）。3.子宫：（景岳、程武等）。我们认为，不能把它单纯看作是一个实质器官，而应该理解为营月经生理的机能活动。这里当然也包括了冲、任脉和肝脏，因冲脉为诸经之血海；任脉主胞胎，为妇人生养之本；肝脏络阴器，而肝又为藏血之脏的缘故。 三、梅核气妇人咽中如有炙脔，半夏厚朴汤主之。（原文第5条）讨论：1.病因病机：多因情志不畅，日久气机不利，气郁则肺不布津，聚而为痰，或气郁不舒，偶感客邪，依痰凝结，滞于咽中，气与痰搏击而成。（痰凝气滞）2.鉴别：银翘马勃散、麦门冬汤3.应用：常用于咽部神经官能症、咽炎、喉炎、扁桃体炎、支气管炎、食道憩室、食道痉挛、食道狭窄、胃下垂、抑郁症、精神病 四、脏躁妇人脏躁，喜悲伤欲哭，象如神灵所作，数欠伸，甘麦大枣汤主之。（原文第6条）讨论：1.脏躁的含义：一认为“脏”指心脏，“躁”则是因心血虚，神不守舍，以致躁扰不宁。一认为“脏”指子宫，“躁”是心肝血虚，受风化热，血虚火扰，致使神志不宁。2.病位：从药物看，小麦养心气，安心神，甘草、大枣补中缓急，故病位在心脾肝归纳 甘麦大枣汤理：情志抑郁或思虑过度，致心脾受损，脏阴不足。证：除无故悲伤、像如神灵所作，数欠伸以外，常伴心烦、易怒、失眠、便秘等。法：补益心脾，安神宁心加减：①加入白芍、紫石英，名加味甘麦大枣汤，治脏躁而见反张者。②可合百合地黄汤（程门雪）。③本方加当归、茯神、枣仁、柏子仁、牡蛎、龙齿等，补血安神，效佳。 五、漏下（一）温经汤证问曰：妇人年五十所，病下利数十日不止，暮即发热，少腹里急，腹满，手掌烦热，唇口干燥，何也？师曰：此病属带下。何以故？曾经半产，瘀血在少腹不去。何以知之？其证唇口干燥，故知之。当以温经汤主之。（原文第9条）（二）胶姜汤证妇人陷经，漏下黑不解，胶姜汤主之。（原文第12条）解释 温经汤证1提示：论述因冲任虚寒，瘀血内阻引起崩漏的证治。讨论：本条难解1.关于下利与下血：原文“下利”《金鉴》谓“下血”，到底属什么？2.漏下着眼于何处？原文“此病属带下”的“带下”是泛指妇女经带诸病。3.“暮即发热、手掌烦热、唇口干燥”属阴虚发热，还属瘀热？继续 温经汤证24.亦可治白带属清稀者，如上《浙江中医杂志》之治即是。故带下泛指妇女经带诸病。5.为何不用破血逐瘀?温经汤是因瘀血而引起崩漏，且病人年已五十余，气血虚弱，病属虚中挟实之证，故用温经汤温养气血，兼以消瘀，是补正祛邪之法。6.本方有瘀可祛，无瘀可温。继续 温经汤证37.运用：①月经不调，逾期不止，或行经腹绵绵作痛者；②赤白带下，带下清稀，或见腰痛足冷，大便溏泻者；③因冲任虚损致崩中漏下，或妊娠下血，胎动不安，或素有滑胎者；④平素脾肾阳衰，下焦虚冷，证见腹冷腰酸而久不受孕者。此外，本方对于年老妇人因瘀血而致下利日久的，亦颇有效。 本方可治下利①从温经汤有温经散寒、养血祛瘀的作用来看，若改为下血，则虚寒证候无从体现。②本方确能治下利，《浙江中医杂志》1979年第10期《温经汤证治探讨》就说本方能治“赤白带下，带下清稀，或见腰痛足冷，大便溏泻者。”《中医经方在日本》温经汤的适应症也列腹泻（特别经期腹泻）。 为何属瘀热从条文“曾经半产，瘀血在少腹不去”看，应属瘀热。结合“病人胸满，唇痿舌青，口燥，但欲漱水不欲咽，无寒热，脉微大来迟，腹不满，其人言我满……”、“病者如热状，烦满，口干燥而渴，其脉反无热，是为阴伏，是瘀血也。” 六、经水不利带下经水不利，少腹满痛，经一月再见者，土瓜根散主之。（原文第10条）妇人少腹满如敦状，小便微难而不渴，生后者，此为水与血俱结在血室也，大黄甘遂汤主之。（原文第13条）妇人经水不利下，抵当汤主之。（原文第14条） 七、带下（一）矾石丸证妇人经水闭不利，脏坚癖不止，中有干血，下白物，矾石丸主之。（原文第15条）——瘀血兼湿热（二）蛇床子散蛇床子散方，温阴中坐药。（原文第20条）——寒湿带下 八、腹痛妇人六十二种风，及腹中血气刺痛，红蓝花酒主之。（原文第16条）妇人腹中诸疾痛，当归芍药散主之。（原文第17条）妇人腹中痛，小建中汤主之。（原文第18条） 九、转胞问曰：妇人病饮食如故，烦热不得卧，而反倚息者，何也？师曰：此名转胞不得溺也，以胞系了戾，故致此病，但利小便则愈，宜肾气丸主之。（原文第19条） 十、阴吹胃气下泄，阴吹而正喧，此谷气之实也，膏发煎导之。（原文第19条） 十一、阴中生疮少阴脉滑而数者，阴中即生疮，阴中蚀疮烂者，狼牙汤洗之。（原文第21条）'