|
作者：機(jī)械畫(huà)圖工 鋼的熱處理一、鋼的熱處理定義：· 把鋼在固態(tài)下加熱到一定溫度,，進(jìn)行必要的保溫,，并以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s到室溫，以改變鋼的內(nèi)部組織,，從而得到所需性能的工藝方法,。二,、鋼的熱處理目的：1、消除毛坯中的缺陷,，改善工藝性能，為切削加工或熱處理做組織和性能上的準(zhǔn)備,?！蓄A(yù)先熱處理。2,、提高金屬材料的力學(xué)性能,，充分發(fā)揮材料的潛力，節(jié)約材料延長(zhǎng)零件使用壽命,?！凶罱K熱處理。三,、熱處理的方法（按工藝方法不同分）第一節(jié) 熱處理基本原理· 熱處理之所以能夠使鋼的性能發(fā)生很大變化,，主要是由于在加熱和冷卻過(guò)程中，鋼的內(nèi)部組織發(fā)生了變化造成的一,、鋼在加熱時(shí)的轉(zhuǎn)變 大多數(shù)熱處理工藝需要將鋼加熱到臨界溫度以上（A區(qū)域）才能進(jìn)行,，所以加熱轉(zhuǎn)變主要包括A的形成和晶粒長(zhǎng)大兩個(gè)過(guò)程。 1,、奧氏體的形成· 以共析鋼為例（ωc=0.77%）影響奧氏體形成的因素：· 溫度：溫度越高,，原子擴(kuò)散能力越大，加速奧氏體形成,。· 原始組織：原始組織越細(xì),，相界面越多，提供的奧氏體晶核就愈多,，碳原子的擴(kuò)散距離也越短,，加速奧氏體形成。· 鋼的成分：含碳量增加,，F(xiàn)和Fe3C相界面越多,，加速奧氏體形成。加入合金元素后不改變A形成的基本過(guò)程,，但會(huì)減緩A的形成速度2,、奧氏體晶粒的長(zhǎng)大（粗化）· 隨著溫度的升高，奧氏體晶粒會(huì)逐漸長(zhǎng)大,。· 晶粒度：表示晶粒大小的尺度,。· 分為十個(gè)等級(jí)。一級(jí)最粗,，十級(jí)最細(xì),。· 粗大的A晶?！鋮s后得到粗大的晶粒組織———力學(xué)性能和工藝性能差—合理選擇加熱溫度和保溫時(shí)間。二,、鋼在冷卻時(shí)的轉(zhuǎn)變· 室溫時(shí)鋼的力學(xué)性能,，不僅與經(jīng)過(guò)加熱、保溫后獲得的A晶粒大小有關(guān),，而且決定于A經(jīng)冷卻轉(zhuǎn)變后所獲得的組織,。而冷卻方式、 冷卻速度對(duì)A組織的轉(zhuǎn)變有直接影響,。A鋼冷卻至室溫有兩種方式：連續(xù)冷卻: 就是使奧氏體化后的鋼，在溫度連續(xù)下降的過(guò)程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,。水冷,、油冷,、爐冷、空冷,。等溫冷卻：將奧氏體化后的鋼迅速冷卻到A1以下某一溫度,，恒溫停留一段時(shí)間，在這段保溫時(shí)間內(nèi)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變,，然后再冷卻下來(lái),。1,、過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變· 以共析鋼為例：· 過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變曲線：由于過(guò)冷溫度和等溫時(shí)間不同,，過(guò)冷A的等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程及轉(zhuǎn)變產(chǎn)物也不相同,，表示過(guò)冷A不同的等溫冷卻溫度、等溫時(shí)間與轉(zhuǎn)變過(guò)程及產(chǎn)物之間關(guān)系的曲線—C曲線,。（1）建立C曲線· 共析鋼A的等溫轉(zhuǎn)變曲線的建立是通過(guò)一系列不同過(guò)冷的等溫冷卻實(shí)驗(yàn)建立的,。· 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出：不同過(guò)冷A在恒溫下開(kāi)始轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變終了的時(shí)間，畫(huà)到溫度—時(shí)間坐標(biāo)系中,，然后把開(kāi)始時(shí)間和轉(zhuǎn)變終了時(shí)間分別連接起來(lái),，即得共析鋼C曲線,。（2）共析鋼過(guò)冷A等溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物組織和性能· 珠光體類(lèi)型（高溫轉(zhuǎn)變產(chǎn)物）：（3）影響過(guò)冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變的因素· 碳的影響： ωc增加,，亞共析鋼的C曲線右移；過(guò)共析鋼的C 曲線左移,。· 合金元素的影響：初CO外，所有合金元素如入奧氏體后會(huì)增加過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性,， 使C曲線右移,。2,、過(guò)冷A的連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變· 與等溫冷卻曲線相比,，連續(xù)冷卻曲線都處于右下方，說(shuō)明轉(zhuǎn)變溫度低,，孕育期長(zhǎng),。· 共析鋼連續(xù)冷卻時(shí)，只有珠光體轉(zhuǎn)變而無(wú)貝氏體轉(zhuǎn)變,。亞共析鋼可以產(chǎn)生貝氏體組織,。合金鋼可以有珠光體及貝氏體轉(zhuǎn)變，有珠光體無(wú)貝氏體,?；蛴胸愂象w而無(wú)珠光體轉(zhuǎn)變等多種情況。· 當(dāng)連續(xù)冷卻速度達(dá)到某一值時(shí),，冷卻曲線與C曲線相切,，不發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變，而在低溫區(qū)發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，通常稱為臨界冷卻速度,。冷速小時(shí)，得到珠光體與馬氏體混合組織,，更小時(shí),，得到珠光體組織。3,、過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖的應(yīng)用過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變圖是選擇鋼種及制訂熱處理工藝的基本依據(jù)之一,。（1）不同成分的鋼具有不同的轉(zhuǎn)變圖，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)要求合理選擇適用而廉價(jià)的材料,。（2）制定熱處理工藝規(guī)程，選擇冷卻介質(zhì),。（3）估計(jì)零件在熱處理?xiàng)l件下各部位可能得到的組織,。第二節(jié) 鋼的整體熱處理一、鋼的退火概念：將鋼加熱,、保溫后緩慢冷卻,，以獲得接近平衡組織的工藝過(guò)程。完全退火 :普通退火,、等溫退火球化退火去應(yīng)力退火再結(jié)晶退火等1、完全退火工藝：加熱Ac3以上30~50℃——保溫——隨爐冷到500度以下——空冷室溫,。目的：細(xì)化晶粒,，均勻組織 ，提高塑韌性,，消除內(nèi)應(yīng)力,，便于機(jī)械加工。3,、球化退火· 概念：是使鋼中的滲碳體球化的工藝過(guò)程。· 對(duì)象：共析鋼和過(guò)共析鋼· 工藝：(1)等溫球化退火加熱Ac1以上20~30度——保溫——迅速冷卻到Ar1以下20度——等溫——隨爐冷至600度左右——出爐空冷,。（2）普通球化退火加熱Ac1以上20~30度——保溫——極緩慢冷卻至600度左右——出爐空冷,。（周期長(zhǎng),，效率低，不適用）目的：降低硬度,、提高塑韌性，便于切削加工,。機(jī)理：使片狀或網(wǎng)狀滲碳體變成顆粒狀（球狀）說(shuō)明：退火加熱時(shí),，組織沒(méi)有完全A化,，所以又稱不完全退火。4,、去應(yīng)力退火· 工藝：加熱到Ac1以下某一溫度（500~650度）——保溫——緩冷至室溫,。· 目的：消除鑄件,、鍛件,、焊接件等的殘余內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定工件尺寸,。
二、鋼的正火· 工藝：加熱到Ac3或Accm以上30~50度——保溫——出爐空冷,。· 目的：亞共析鋼中自由鐵素體減少，過(guò)共析鋼中網(wǎng)狀滲碳體消失 ,。低碳鋼：提高硬度,，克服粘刀現(xiàn)象，改善切削加工性,。中碳鋼：細(xì)化晶粒,，為淬火做好組織準(zhǔn)備,，對(duì)性能要求不高的零件，可作為最終熱處理,。高碳鋼：消除網(wǎng)狀Fe3C。三,、鋼的淬火· 工藝：將鋼加熱到Ac3或Ac1以上30-50度 ，保溫——快速冷卻（＞vk）以獲得馬氏體的工藝方法,。· 目的：提高鋼的硬度和耐磨性,。· 分類(lèi)（方法）：1、單液淬火,；2,、雙液淬火,；3、分級(jí)淬火,；4,、等溫淬火；5,、冷處理· 亞共析鋼： Ac3+30~50OC過(guò)高：淬火后M粗大，嚴(yán)重變形過(guò)低：淬火后組織出現(xiàn)F,，硬度、強(qiáng)度不足,，不均,。· 過(guò)共析鋼： Ac1+30~50OC過(guò)高：淬火后M粗大，脆性增大,，易變形，開(kāi)裂,。殘余A增多，硬度,、耐磨性降低。過(guò)低： A化不均勻,。一般過(guò)共析鋼，淬火前需要正火或球化退火,，消除網(wǎng)狀滲碳體,。
3、淬火方法· 單液淬火：將A化的鋼放進(jìn)水或者油等淬火介質(zhì)中連續(xù)冷卻至室溫的操作方法,。如：碳鋼件水冷,，合金鋼油冷,，厚大碳鋼件鹽水冷等,。特點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng),、機(jī)械化。
·等溫淬火：將A化的鋼放進(jìn)稍高于Ms點(diǎn)的鹽浴槽中保溫足夠時(shí)間，使過(guò)冷A轉(zhuǎn)變?yōu)锽下 ,，然后取出空冷方法,。 特點(diǎn)： B下 硬度較高，韌性較好,，變形又小。適于形狀復(fù)雜,、尺寸精度要求的零件。 · 冷處理：使殘余A轉(zhuǎn)化為 M,?！岣哂捕群湍湍バ浴７€(wěn)定尺寸,。需專門(mén)設(shè)備成本高,。 4,、淬硬性和淬透性 淬硬性：鋼在正常淬火條件下,，淬火形成的馬氏體所能達(dá)到的最高硬度。 淬硬性取決于馬氏體的含碳量,，含碳量越高,，碳的過(guò)飽和度就越大，硬度越高,。 淬透性：鋼在規(guī)定淬火條件下，可以達(dá)到的淬硬層深度,。 影響因素：過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性,，即Vk。
2,、鋼的回火· 工藝：將淬火后的鋼重新加熱到A1以下某一溫度保溫,，然后冷卻（一般空冷)至室溫。· 目的：消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,，穩(wěn)定工件尺寸，降低脆性,，改善切削加工性能,。· 力學(xué)性能：隨著回火溫度的升高,，硬度、強(qiáng)度下降,，塑性韌性升高,。1,、低溫回火：150-250℃ ,，M回，減少內(nèi)應(yīng)力和脆性,，提高塑韌性,，有較高的硬度和耐磨性。用于制作量具,、刀具和滾動(dòng)軸承等。2,、中溫回火：350-500℃ ,，T回,，具有較高的彈性,，有一定的塑性和硬度。用于制作彈簧,、鍛模等,。3,、高溫回火：500-650℃ ，S回,，具有良好的綜合力學(xué)性能。用于制作齒輪,、曲軸等,。
第三節(jié) 鋼的表面熱處理和化學(xué)熱處理一,、表面淬火· 工藝（概念）：對(duì)零件進(jìn)行快速加熱，使表面迅速達(dá)到淬火溫度,，而心部來(lái)不及被加熱的情況下立即冷卻，使表面得到高硬度的馬氏體,，而心部仍保持原來(lái)組織的一種熱處理工藝,。· 分類(lèi)：（1）感應(yīng)加熱表面淬火：高頻,，中頻、低頻,。（2）火焰加熱表面淬火
二、化學(xué)熱處理· 工藝（概念）：將零件放入一定的活性介質(zhì)中,，經(jīng)加熱,、保溫,，使介質(zhì)的活性原子滲入零件表層中，從而改變表層化學(xué)成分,、組織和性能的工藝方法。· 分類(lèi)：（1）滲碳：氣體滲碳,、固體滲碳（2）滲氮：氣體氮化、離子氮化（3）碳氮共滲（4）其它滲入法1,、化學(xué)熱處理的基本過(guò)程1）化學(xué)滲劑在溫度（加熱）及催化劑作用下分解出能滲入工件表面的活性元素,。2）活性原子被工件表面吸附,。3）在一定溫度下工件表面的活性原子向金屬內(nèi)部擴(kuò)散,，形成一定的擴(kuò)散層,。2、滲碳滲碳是向鋼的表面滲入碳原子,，使其表面達(dá)到高碳鋼的含碳量,，增加耐磨性。1）氣體滲碳工藝及組織氣體滲碳是采用液體或氣體碳?xì)浠衔镒鳛闈B碳劑,，（如：煤油,、甲苯或含碳的氣體）。滲碳溫度是900~950℃,。時(shí)間取決于要求的滲碳層深度,，從幾小時(shí)到十幾小時(shí)不等。滲碳以后,，零件表面含碳量約為0.8~1.0%,，由表面到中心含碳量逐漸降低。
看都看了,，你真的不想關(guān)注一下嗎！ 關(guān)注我,，同一位老水手一起在機(jī)械的海洋航行——Seaman |
|
|
來(lái)自： 花落塵埃d1y8s0 > 《待分類(lèi)》
