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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
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。
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
麻田散鐵變態的特徵
(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
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
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。
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