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本文摘要:金属热处理惩罚是机械制造中的重要工序之一。

金属热处理惩罚是机械制造中的重要工序之一。与其他加工技术相比,热处理惩罚一般不改变工件的形状和整体化学特性,而是通过改变工件内部的微观结构或改变工件外观的化学特性来赋予或提高工件的使用性能。其特点是提高工件内部质量,一般肉眼看不到。

热处理惩罚过程一般包括加热、保温和冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程是相互联系的,不能中断。金属热处置处罚流程可分为整体热处置处罚、外部热处置处罚、局部热处置处罚和化学热处置处罚。

整体热处理惩罚整体热处理惩罚是一种金属热处理惩罚过程,将工件作为一个整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体机械性能。钢铁的整体热处理有四个基本过程:退火、正火、淬火和回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理惩罚中的“四火”,其中淬火和回火关系密切,经常一起使用。

退火:将工件加热到合适的温度,根据工件的材料和尺寸接受不同的保温时间,然后缓慢冷却,使金属的内部结构达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火做准备。正火:将工件加热到合适的温度,在空气中冷却。正火效果类似于退火,只是获得的显微组织更细小,常用于改善低碳材料的切削性能,有时作为一些要求不高的零件的最终热处理惩罚。淬火:工件加热保温,然后在水、油或其他无机盐、有机水溶液等淬火介质中快速冷却。

淬火后,钢零件变得坚硬,但同时变脆。回火:为了降低钢件的脆性,淬火后的钢件应长期保持在高于室温、低于650的适当温度下,然后冷却。随着加热温度和冷却方式的不同,“四火”演变成了不同的热处理惩罚过程。

为了获得一定的强度和韧性,高温调质结合的过程称为调质。一些合金淬火形成过饱和固溶体后,在室温或稍高的温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或磁性。这样的热处置惩罚过程称为老化处置惩罚。将压力加工变形和热处理惩罚有效、准确地结合起来,使工件获得良好的强韧性协调的方法,称为变形热处理惩罚;负压气氛或真空中的热处理惩罚称为真空热处理惩罚,既能使工件不被氧化脱碳,处理惩罚后保持工件外观光洁,提高工件性能,又能引入渗剂进行化学热处理惩罚。

外观热处理惩罚的是只加热工件表层以改变其表面机械性能的金属热处理工艺。为了只加热工件的表层而不将过多的热量传递到工件中,所用的热源必须具有较高的能量密度,即每单位面积给予工件较大的热能,使工件的表层或部分能在短时间内或瞬间达到高温。外观热处理的主要惩罚方法包括火焰淬火和感应加热。

常用的热源有氧乙炔或氧丙烷火焰、感应电流、激光和电子束。化学热处理通过改变工件表面层的化学特性、结构和性质来惩罚金属热处理过程。

化学热处理惩罚和表面热处理惩罚的区别在于
它可以控制工件的各种性能,如耐磨性、耐腐蚀性和磁性。还可以改善毛坯的结构和受力状态,便于各种冷热加工。比如白口铸铁可以通过长期退火处理进行惩罚,获得可锻铸铁,提高塑性;通过接受正确的热处理惩罚技术,齿轮的使用寿命可以比没有热处理惩罚的齿轮延长几倍或几十倍;另外,便宜的碳钢通过渗入一些合金元素,具有一些高价合金钢的性能,可以替代一些耐热钢和不锈钢;几乎所有的工具和模具都需要经过热处理才能使用。

退火与回火的区别退火与回火的区别是:(简单来说,退火意味着没有硬度,而回火仍然保持一定的硬度)。回火:高温回火得到的显微组织为回火索氏体。回火一般不仅单独使用,零件淬火惩罚后也要回火。

主要目的是消除淬火应力,获得所需的组织。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。

回火马氏体、屈氏体和索氏体通过分割获得。其中,淬火后结合高温回火的热处理惩罚称为调质惩罚,其目的是获得强度、硬度、塑性、韧性更好的综合力学性能。

因此,它被广泛应用于汽车、拖拉机和机床的重要结构部件,如连杆、螺栓、齿轮和轴。回火后硬度一般为HB 200-330。退火:退火过程中发生珠光体转变,退火的主要目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,为后续加工和最终热处理惩罚做准备。

去应力退火是一种消除由塑性变形加工、焊接等引起的残余应力的退火工艺。铸造、铸造、焊接和切割后,工件内存在内应力。

如果不实时消除,工件在加工和使用过程中会变形,影响工件的精度。为了消除加工过程中的内应力,接受去应力退火是非常重要的。

应力消除退火的加热温度低于相变温度,因此在整个热处理惩罚过程中不会发生微观结构转变。内应力主要是工件在保温冷却过程中消除的。

为了更彻底地消除工件的内应力,在加热过程中应控制加热温度。一般是低温入炉,然后以100/h左右的加热速度加热到指定温度,焊接件的加热温度应略高于600。根据情况,保温时间通常为2 ~ 4h。

铸件去应力退火的保温时间应作为上限,冷却速度应控制在(20 ~ 50)/h,冷却至300以下后,出炉空冷。老化治疗的惩罚分为自然老化和人工老化。自然时效是铸件在露天花园放置半年以上,然后慢慢发生,使残余应力消除或消除。

人工时效是将铸件加热到550 ~ 650进行应力消除退火,优于自然时效效节约时间,残余应力去除较为彻底。什么叫回火? 回火是将淬火后的金属成材或零件加热到某一温度,保温一定时间后,以一定方式冷却的热处置惩罚工艺,回火是淬火后紧接着举行的一种操作,通常也是工件举行热处置惩罚的最后一道工序,因而把淬火和回火的团结工艺称为最终热处置惩罚。

淬火与回火的主要目的是:1)淘汰内应力和降低脆性,淬火件存在着很大的应力和脆性,如没有实时回火往往会发生变形甚至开裂。2)调整工件的机械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,为了满足种种工件差别的性能要求,可以通过回火来调整,硬度,强度,塑性和韧性。3)稳定工件尺寸。通过回火可使金相组织趋于稳定,以保证在以后的使用历程中不再发生变形。

4)改善某些合金钢的切削性能。在生产中,常凭据对工件性能的要求。按加热温度的差别,把回火分为低温回火,中温回火,和高温回火。

淬火和随后的高温回火相联合的热处置惩罚工艺称为调质,即在具有高度强度的同时,又有好的塑性韧性。主要用于处置惩罚随较大载荷的机械结构零件,如机床主轴,汽车后桥半轴,强力齿轮等。

什么叫淬火?淬火是把金属成材或零件加热到相变温度以上,保温后,以大于临界冷却速度的急剧冷却,以获得马氏体组织的热处置惩罚工艺。淬火是为了获得马氏体组织,再经回火后,使工件获得良好的使用性能,以充实发挥质料的潜力。其主要目的是: 1)提高金属成材或零件的机械性能。

例如:提高工具、轴承等的硬度和耐磨性,提高弹簧的弹性极限,提高轴类零件的综合机械性能等。2)改善某些特殊钢的质料性能或化学性能。

如提高不锈钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。淬火冷却时,除需合理选用淬火介质外,还要有正确的淬火方法,常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。

“四把火”的区别与联系正火有以下目的和用途。① 对亚共析钢,正火用以消除铸、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织,轧材中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的预先热处置惩罚。② 对过共析钢,正火可以消除网状二次渗碳体,并使珠光体细化,不光改善机械性能,而且有利于以后的球化退火。③ 对低碳深冲薄钢板,正火可以消除晶界的游离渗碳体,以改善其深冲性能。

④ 对低碳钢和低碳低合金钢,接纳正火,可获得较多的细片状珠光体组织,使硬度增高到HB140-190,制止切削时的“粘刀”现象,改善切削加工性。对中碳钢,在既可用正火又可用退火的场所下,用正火更为经济和利便。

⑤ 对普通中碳结构钢,在力学性能要求不高的场所下,可用正火取代淬火加高温回火,不仅操作轻便,而且使钢材的组织和尺寸稳定。⑥ 高温正火(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩散速度较高,可以淘汰铸件和锻件的身分偏析。高温正火后的粗大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以细化。

⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢,常接纳正火以获得贝氏体组织,再经高温回火,用于400~550℃时具有良好的抗蠕变能力。⑧ 除钢件和钢材以外,正火还广泛用于球墨铸铁热处置惩罚,使其获得珠光体基体,提高球墨铸铁的强度。由于正火的特点是空气冷却,因而情况气温、堆放方式、气流及工件尺寸对正火后的组织和性能均有影响。正火组织还可作为合金钢的一种分类方法。

通常凭据直径为25毫米的试样加热到900℃后,空冷获得的组织,将合金钢分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。退火是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却的一种金属热处置惩罚工艺。退火热处置惩罚分为完全退火,不完全退火和去应力退火。退火质料的力学性能可以用拉伸试验来检测,也可以用硬度试验来检测。

许多钢材都是以退火热处置惩罚状态供货的,钢材硬度检测可以接纳洛氏硬度计,测试HRB硬度,对于较薄的钢板、钢带以及薄壁钢管,可以接纳外貌洛氏硬度计,检测HRT硬度。退火的目的在于:① 改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接历程中所造成的种种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。② 软化工件以便举行切削加工。

③ 细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。④ 为最终热处置惩罚(淬火、回火)作好组织准备。

常用的退火工艺有:① 完全退火。用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后泛起的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却历程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。

② 球化退火。用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却历程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。

③ 等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以举行切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,保温适其时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降 低。

④ 再结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧历程中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150℃ ,只有这样才气消除加工硬化效应使金属软化。

⑤ 石墨化退火。用以使含有大量渗碳体的铸铁酿成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷却,使渗碳体剖析形成团絮状石墨。

⑥ 扩散退火。用以使合金铸件化学身分匀称化,提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中种种元素扩散趋于匀称漫衍后缓冷。⑦ 去应力退火。

用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保温后在空气中冷却,即可消除内应力。淬火,金属和玻璃的一种热处置惩罚工艺。

把合金制品或玻璃加热到一定温度,随即在水、油或空气中急速冷却,一般用以提高合金的硬度和强度。通称“蘸火”。将经由淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度,保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处置惩罚。

钢铁工件在淬火后具有以下特点:① 获得了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡(即不稳定)组织。② 存在较大内应力。③ 力学性能不能满足要求。

因此,钢铁工件淬火后一般都要经由回火。回火的作用在于:① 提高组织稳定性,使工件在使用历程中不再发生组织转变,从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。② 消除内应力,以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。

③ 调整钢铁的力学性能以满足使用要求。回火之所以具有这些作用,是因为温度升高时,原子运动能力增强,钢铁中的铁、碳和其他合金元素的原子可以较快地举行扩散,实现原子的重新排列组合,从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织。内应力的消除还与温度升高时金属强度降低有关。

一般钢铁回火时,硬度和强度下降,塑性提高。回火温度越高,这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢,在某一温度规模回火时,会析出一些颗粒细小的金属化合物,使强度和硬度上升。

这种现象称为二次硬化。回火要求:用途差别的工件应在差别温度下回火,以满足使用中的要求。

① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、外貌淬火零件通常在250℃以下举行低温回火。低温回火后硬度变化不大,内应力减小,韧性稍有提高。② 弹簧在350~500℃下中温回火,可获得较高的弹性和须要的韧性。③ 中碳结构钢制作的零件通常在500~600℃举行高温回火,以获得适宜的强度与韧性的良好配合。

淬火加高温回火的热处置惩罚工艺总称为调质。钢在300℃左右回火时,常使其脆性增大,这种现象称为第一类回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。

某些中碳合金结构钢在高温回火后,如果缓慢冷至室温,也易于变脆。这种现象称为第二类回火脆性。

在钢中加入钼,或回火时在油或水中冷却,都可以防止第二类回火脆性。将第二类回火脆性的钢重新加热至原来的回火温度,便可以消除这种脆性。

一.钢的退火观点:将钢加热、保温后缓慢冷却,以获得靠近平衡组织的工艺历程。1、完全退火工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随炉冷到500度以下→空冷室温。目的:细化晶粒,匀称组织 ,提高塑韧性,消除内应力,便于机械加工。

2、等温退火工艺:加热Ac3以上→保温→快冷至珠光体转变温度→等温停留→转变为P→出炉空冷;目的:同上。但时间短,易控制,脱氧、脱碳小。

(适用于过冷A比力稳定的合金钢及大型碳钢件)。3、球化退火观点:是使钢中的渗碳体球化的工艺历程。工具:共析钢和过共析钢工艺:(1)等温球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→迅速冷却到Ar1以下20度→等温→随炉冷至600度左右→出炉空冷。

(2)普通球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→极缓慢冷却至600度左右→出炉空冷。(周期长,效率低,不适用)。目的:降低硬度、提高塑韧性,便于切削加工。

机理:使片状或网状渗碳体酿成颗粒状(球状)说明:退火加热时,组织没有完全A化,所以又称不完全退火。4、去应力退火工艺:加热到Ac1以下某一温度(500-650度)→保温→缓冷至室温。目的:消除铸件、锻件、焊接件等的残余内应力,稳定工件尺寸。

二.钢的回火 工艺:将淬火后的钢重新加热到A1以下某一温度保温,然后冷却(一般空冷)至室温。目的:消除淬火发生的内应力,稳定工件尺寸,降低脆性,改善切削加工性能。

力学性能:随着回火温度的升高,硬度、强度下降,塑性韧性升高。1、低温回火:150-250℃ ,M回,淘汰内应力和脆性,提高塑韧性,有较高的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和转动轴承等。2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有较高的弹性,有一定的塑性和硬度。

用于制作弹簧、锻模等。3、高温回火:500-650℃ ,S回,具有良好的综协力学性能。

用于制作齿轮、曲轴等。End泉源:直观学机械整理,接待转载。

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