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金屬材料熱處理工藝簡介

時間:2019-04-30 15:10:45 來源:遠拓機電

一、什么是熱處理
熱處理是指金屬在固態下經加熱、保溫和冷卻,以改變金屬的內部組織和結構,從而獲得所需性能的一種工藝過程。
 
熱處理的三大要素
①加熱(Heating)
目的是獲得均勻細小的奧氏體組織。
 
②保溫(Holding)
目的是保證工件燒透,并防止脫碳和氧化等。
 
③冷卻(Cooling)
目的是使奧氏體轉變為不同的組織。
 
熱處理后的組織
加熱、保溫后的奧氏體在隨后的冷卻過程中,根據冷卻速度的不同將轉變成不同的組織。不同的組織具有不同的性能。
 
二、熱處理工藝
1、退火
操作方法: 將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)后,一般隨爐溫緩慢冷卻。
 
目的:1、降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2、細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做準備;3、消除冷、熱加工所產生的內應力。
 
應用要點:1、適用于合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應狀態不合格的原材料;2、一般在毛坯狀態進行退火 。
 
2、正火
操作方法:將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度,保溫后以稍大于退火的冷卻速度冷卻。
 
目的:1、降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工性能;2、細化晶粒,改善力學性能,為下一步工序做準備;3、消除冷、熱加工所產生的內應力。
 
應用要點:正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最后熱處理。對于一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或局部淬火,因此不能作為最后熱處理工序。
 
3、淬火
操作方法:將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上,保溫一段時間,然后在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。
 
目的:淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不銹鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。
 
應用要點:1、一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2、淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和沖擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學性能。
 
4、回火
操作方法:將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度,經保溫后,于空氣或油、熱水、水中冷卻。
 
目的:1、降低或消除淬火后的內應力,減少工件的變形和開裂;2、調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學性能;3、穩定工件尺寸。
 
應用要點:1、保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的沖擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2、一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火,因為這時會產生一次回火脆性。
 
5、調質
操作方法:淬火后高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫后進行淬火,然后在400~720度的溫度下進行回火。
 
目的:1、改善切削加工性能,提高加工表面光潔程度;2、減小淬火時的變形和開裂;3、獲得良好的綜合力學性能。
 
應用要點:1、適用于淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2、 不僅可以作為各種較為重要結構的最后熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲杠等的預先熱處理,以減小變形。
 
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