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冷却介质与淬火变形

冷却介质与淬火变形

初涉热处理工艺的人简单产生这样的认得:淬火介质的冷却速度

越快,工件的淬火变形就越大。事实上,淬火介质的选择问题不这么简单。淬火变形超差成为问题,肯定是在工件不淬裂,且淬火硬度和淬硬

层深度都能充足要求的前提下提出来的。

因此,任何特定条件下淬火的一种工件,都有最适合它的淬火介

质的冷却速度范围。过快的冷却速度会引起淬火开裂和超差的淬火变形。而过慢的冷却速度不仅不能把工件淬硬,引起的淬火变形问题往往更加

严重。一般说,油性介质的冷却速度较慢,而水性介质的冷却速度则可

能很快。除了留意介质的冷却速度快慢之外,使用条件和使用方法对冷

却速度的影响又是一个必需重视的问题。和油性介质相比,水温变化对

水性介质冷却特性的影响较大。因此,水性介质特别适合在单件淬火和

像网带炉之类的可以将工件分撒开淬火的场合使用。而油性介质既适用

于单件场合使用,也适用于多件同时淬火。

大量的生产实践表明,在都能充足淬硬要求的条件下,油中淬火

后工件的淬火变形通常比水性介质中的要小;热油中淬火的变形又更小。与油性介质相比,采纳高压气淬或者在低温盐浴中淬火的工件变形程度

还更小。油中淬火变形大,重要表现为变形的分散程度大。究其原因,

我们认为重要是工件在水性和油性介质中淬火时,总要经过蒸汽膜阶段

到沸腾冷却阶段的变化过程。这一缺点也被称为水性和油性介质的“特

性温度问题”。用高压气淬或者在低温盐浴中淬火,就不存在这种问题.

虽然水性和油性介质早就得到普遍应用,但关于它们的冷却机理,我们还不甚了解。新近的讨论发觉,在水性与油性介质中淬火冷却时,

对于工件具有等效厚度表面上的一个小区域(简称为“表面点”),其

蒸汽膜阶段的结束过程与该表面点的温度值之间并不存在唯一确定的对

应关系。试验观测到的情况是,在肯定的温度范围内,同一工件上具有

同样等效厚度的浩繁的表面点中,哪个点在什么温度时从蒸汽膜包裹状

态变化到沸腾冷却状态,却是说不准的,也即具有相当大的随机性。由

于现在通用的有关液态介质中淬火冷却的三阶段划分的理论不能解释这

样一些现象,我们提出了“液态介质中淬火冷却的四阶段理论”。和现

在通用的三阶段划分相比,四阶段理论中加添一个“中心阶段”。正是

由于中心阶段的存在,才引起了所谓的特性温度问题。用四阶段理论已

经开发了一些技术方法。采纳这些技术不仅可以掌控中心阶段显现的温

度范围,还可以使工件上任何特定部位在设定的时间范围内完成其中心

阶段历程。把依据四阶段理论学问认得工件的淬火冷却过程,并采纳相

关的技术方法掌控工件冷却的中心阶段的淬火冷却技术,称为“精细淬

火冷却技术”。我们希望,通过热处理行业多方面的参加和从易到难的

推广应用,精细淬火冷却技术能渐渐趋于完善。今后,精细淬火冷却技

术的应用,将可能克服水性和油性淬火介质的特性温度问题。在不久的

将来,采纳油性甚至水性介质淬火的工件,其淬火变形程度很有可能减

小到高压气淬和低温盐浴淬火的水平。(关于四阶段理论和精细淬火冷

却技术的认真内容请参看:《热处理技术与装备》刊2023年第6期起,并正在连续发表的10篇文章)。

当前,锻坯等温正火已在国内热处理行业得到推广应用。和一般

空冷正火相比,等温正火能获得更加优良和均匀的准备组织。因此,在

随后的淬火或者渗碳淬火中产生的淬火变形更小。等温正火生产的关键

工序是锻坯正火加热后的前期快冷。前期快冷的要求是在过冷奥氏体发

生珠光体变化之前,把锻坯的温度降低到设定的等温温度。只有这样,

才能保证锻坯获得均匀一致的等温变化产物。由于不同工件的钢种和尺

寸大小不同,等温正火的前期快冷应当有多种冷却介质可供选用。尺寸

较小和淬透性较好的钢种制造的工件,可以选用冷却速度较慢的冷却介质;而尺寸较大和淬透性较差的钢种制造的工件,则必需选用冷却速度

较快的冷却介质。当前可供等温正火前期快冷选用的冷却介质,按它们

的冷却速度由慢到快的次序排列如下:

一般风冷-快速风冷-匀速冷却液-油-水性介质-水。

尺寸较大必需用油的场合,为避开产生烟火,可以改用水性介质

来代替。

除了锻坯等温正火外,渗碳后二次加热淬火的工件,其渗碳后的冷却快慢和所得组织的好坏与均匀性,对再次加热淬火后的工件的内在质量、变形程度和磨削裂纹敏感性等都有着不可忽视的影响。采纳相当于等温正火的方法,也能解决这方面问题。而做好这一工作的关键,也同样是选用适当的前期快冷介质。

淬火冷却介质的种类及其优缺点

淬火冷却介质的种类及其优缺点 [发布人]恒鑫化工[时间]2011-3-14 20:09:11 浏览:136 次 淬火冷却介质的类型及其优缺点 烟台恒鑫化工专业生产PAG淬火液 自来水、盐水、碱水以及普通机油通常被称为传统的淬火介质;而把专门为热处理淬火冷却的需要才开发的各种专用淬火油,加上新型水性淬火剂合称为新型淬火介质。 1、自来水作为淬火介质的主要优缺点: 优点:水是应用最早、最广泛、最经济的淬火介质,它价廉易得、无毒、不燃烧、物理化学性能稳定、冷却能力强。通过控制水的温度、提高压力、增大流速、采用循环水、利用磁场作用等,均可以改善水的冷却特性,减少变形和开裂,获得比较理想的淬火效果 缺点: ①、冷却能力对水温的变化极其敏感,水温升高,使最大冷速对应的温度移向低温; ②、在碳素钢过冷奥氏体的最不稳定区(500~600℃左右),水处在蒸汽膜阶段,冷速较低,奥氏体易发生高温转变。而在马氏体转变区的冷速太大,易使工件严重变形甚至开裂; ③、水处在蒸汽膜阶段不易破泡,使工件表面淬火硬度不均匀或产生软点; ④、参入不容物或微溶杂质时,会影响其冷却能力,也会使工件产生软点。 2、盐水作为淬火介质的主要优缺点: 优点:盐水在冷却过程中不发生物态变化,工件淬火主要靠对流冷却,通常在高温区域冷却速度快,在低温区域冷却速度慢,淬火性能优良,淬透力强,淬火边形小,基本无裂纹产生 缺点:水中加入适量的盐,在500~600℃区间的冷却能力明显高于水,但在100~300℃区间冷速仍然很大,且对工件、设备有一定的腐蚀作用。 3、碱水作为淬火介质的主要缺点: 优点:盐水在冷却过程中不发生物态变化,工件淬火主要靠对流冷却,通常在高温区域冷却速度快,在低温区域冷却速度慢,淬火性能优良,淬透力强,淬火边形小,基本无裂纹产生 缺点:水中加入适量的盐,在500~600℃区间的冷却能力明显高于水,但在100~300℃区间冷速仍然很大,且对工件、设备有一定的腐蚀作用。 缺点:碱水在高温区的冷却速比盐水高,而在低温区的冷速比盐水低。但碱水的缺点依然是在100~300℃区间冷速仍然很大,并极易使工件、设备产生锈蚀。

热处理变形

热处理变形: 一:钢的内应力及应力变形: 1.热应力:冷却初期表面为拉应力,心部为压应力.冷却最终则是表面为压应力,心部为拉应力. 组织应力:冷却初期表面为压应力,心部为拉应力.冷却最终则是表面为拉应力,心部为压应力. 附加应力:因表面和心部组织结构的不均匀性及钢件内部的弹塑性变形不一致形成的内应力. 局部淬火或表面淬火:表层呈现压应力,中心呈现拉应力. 渗碳件淬火:冷却初期表面为拉应力,心部为压应力.冷却最终则是表面为压应力,心部为拉应力.(最大的压应力不在渗碳层的最外层,而存在于渗碳层表面以里约50-60%的深度处,此处碳浓度低于0.5%). 2.影响钢的内应力的因素: 1)钢的化学成分的影响: 在全淬透的情况下,试样表层和中心显现压应力,中间层显现拉应力,故表层的应力分布以热应力为主,而内部则以组织应力主.随着含碳量的增加,热应力减弱,组织应力逐渐增强,因此表层的压应力减小,中间层的拉应力略有下降,心部的压应力则增大,且中间层的拉应力最大值随含碳量的增加而移向表层.因切向应力较大,故对高碳钢极易产生纵向裂纹. 在未淬透的情况下,钢件表层为压应力,心部为拉应力.淬透性愈小,表层压应力愈大. Ms点温度较高的钢,热应力作用较强烈,残余拉应力最大值移向中心,表层显现压应力. 2)淬火工艺的影响: 淬火加热温度愈高,产生的淬火应力愈大,但径向应力变化较小,切向和轴向应力变化较大.加热温度高,还易于造成钢的过热,即组织粗大化而导致脆性增大,易引起开裂. a:水淬钢全部淬透时,其应力分布为表面和心部呈压应力,中间区域呈拉应力,即属于热应力和组织应力重叠型的分布规律.当中心未淬透时,表面被淬火部分受压应力,中心受拉应力作用. b:油中全淬透时,表层具有拉应力,心部为压应力,即属于单一的组织应力分布规律.未淬透时,表层具有压应力,心间为拉应力,但应力变化较缓和. c:在穿透淬火时,水淬钢的最大拉应力值显现在钢件表面附近,油淬钢的拉应力显现在钢的表面.这种表面附近的拉应力是形成淬火裂纹的主要危险.这时切向应力大于轴向应力,易形成纵向裂纹. 3)钢件尺寸大小和形状的影响: 内孔直径很小的圆套筒的淬火应力是内孔的表面和外表面具有压应力,中间层为拉应力.内孔直径稍大时,随壁厚的减小热应力的影响急剧减小,从而其残余应力的分布是内表面和外表面具有拉应力,中间层具有压应力.在淬火效果差时,内表面产生的拉应力将很大,故内径小的高碳钢套筒内壁易产生淬火裂纹.内径进一步增大,壁厚进一步减小时,组织应力的影响增强,热应力分布减弱,则总的淬火应力趋于降低. 4)钢件表面脱碳的影响:脱碳使得钢伯的脱碳层具有拉应力. 脱碳层浓度不同,其应力分布也有差别:随脱碳层浓度的增加,表面的切向应力由压应力转变为拉应力.轴向应力则随脱碳层浓度的增加,开始为拉应力而后转为压应力.

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用

淬火介质的冷却曲线、冷却性能及选用 选择淬火介质,应当同时兼顾到对淬火介质冷却特性、稳定性、可操作性、经济性和环保等方面的要求。在这些要求中,最重要的是淬火介质的冷却特性。本文将以推理方式入手,通过分析讨论,提出一套从冷却特性选择淬火介质的可实用的原则方法。钢件淬火冷却,希望的效果有三:1.获得高而且均匀的表面硬度和足够的淬硬深度;2.不淬裂;3.淬火变形小。选好用好淬火介质是同时获得这三项效果的基本保证。当前,国内外多以国际标准方法(ISO9950)测定,并用冷却速度曲线来表征淬火介质的冷却特性。但是,对特定工件(即在钢种、形状大小和热处理要求一定)的情况下,如何从冷却特性上去选择合适的淬火介质?在生产现场,一个淬火槽中往往要淬多种不同钢种、形状、大小和热处理要求的工件。在这种情况下,如何选定它们共同适用的一种淬火液?一般的热处理车间,为满足所有工件的热处理要求,应当配备几种淬火液?──关于这类实际生产需要解决的问题,至今研究很少。有人[1、2]做过一些工作,但都提不出系统实用的原则方法。 本文以过去工作为[4、6]基础,从讨论实际生产中一些工件"油淬不硬而水淬又裂"入手,通过推理和实例分析,提出了对特定工件按冷却速度分布选择淬火介质的方法,并进而确定了能供多种工件淬火的一种淬火液的选择原则。 1 特定工件淬火的最低和最高冷却速度分布线 从普通机油和自来水的冷却速度分布(如图1)可以看出,普通机油的冷却速度慢,因而不少工件在其中淬不硬;而自来水的冷却速度又太快,以致于多数钢种不能在其中淬火。在图中,自来水和普通机油之间有一个宽广的"中间地带",只有普通机油和自来水的工厂,时常会遇到一些工件"油淬不硬而水淬又裂"的麻烦,原因就在这里。可以推知,对于一种这样的工件,如果将机油的冷却速度提高,该工件淬火硬度也会相应提高。我们假定,当机油的冷却速度提高到图2中带齿线水平时,该工件刚好可以得到要求的淬火硬度。无疑,冷速更高,淬火硬度还将进一步提高。我们把它叫做允许的最低冷速分布线。同时,研究表明,自来水引起淬裂和变形,是自来水冷却太快,尤其是钢件冷到其过冷奥氏体发生马氏体转变的温度范围时受到的冷却太快的缘故。 于是又可以推知,如果能降低自来水的冷却速度,尤其是在工件冷到较低的温度以后的淬火冷却速度,就可以减小工件淬裂的危险。假定自来水冷却速度降到图3中带齿线所示的水平时,该类工件便不会再淬裂了,我们把这条线叫做此工件已确定条件下允许的最高冷速分布线。 把图2和图3合在一起,可以得到该工件能同时获得前述三项淬火效果的淬火介质的冷却速度分布范围,如图4所示。图中,只要所选的淬火介质的冷却速度分布曲线能全部落入这两条曲线之间的区域内,不管是快速淬火油还是水溶性淬火液,也不管这些淬火介质的冷却速度分布有何不同,上述工件在其中淬火都可以同时获得所希望的淬硬而又不裂的效果。

淬火冷却介质的特性曲线及应用

冷却特性曲线的说明 淬火介质的冷却过程分三个阶段:蒸汽膜阶段、沸腾冷却阶段、对流冷却阶段(见下图所示)。用符合ISO9950标准的ivf冷却特性测试仪测出的冷却特性曲线(如下图)有几个特征值对淬火油的淬硬能力有重要影响。第一个是油蒸汽膜冷却阶段向沸腾冷却阶段转变的温度,即图中A点对应的温度,叫做(上)特征温度;第二个是出现最高冷却速度的温度,即图中B点对应的温度;第三个是最高冷却速度值,即B点对应的冷却速度值;第四个是对流开始温度,即C点对应的温度。 如何从冷却特性选用淬火介质 热处理淬火介质,用的首先是它的冷却性能。因此,在确定介质的类别后,我们主张按介质的冷却特性来选择介质的品种。比如,当我们确定应当选用快速淬火油后,具体的品种就应当根据工件特点和热处理要求从油的冷却速度分布上去选。 不管选用何种淬火介质,大致都可以按以下五条原则进行选择。 一看钢的含碳量多少── 含碳量低的钢有可能在冷却的高温阶段析出先共析铁素体,其过冷奥氏体最易发生珠光体转变的温度(即所谓"鼻尖"位置的温度)较高,马氏体起点(Ms)也较高。因此,为了使这类钢制的工件充分淬硬,所用的淬火介质应当有较短的蒸汽膜阶段,且其出现最高冷却速度的温度应当较高。相反,对含碳量较高的钢,淬火介质的蒸汽膜阶段可以更长些,出现最高冷却速度的温度也应当低些。 二看钢的淬透性高低——淬透性差的钢要求用冷却速度快的淬火介质,淬透性好的钢则可以用冷却速度慢一些的介质。通常,随着钢的淬透性提高,过冷奥氏体分解转变的“C”曲线会向右下方移动。所以,对淬透性差的钢,选用的淬火介质出现最高冷却速度的温度应当高些;而淬透性好的钢则低些。有些淬透性好的

影响淬火热处理变形的原因

影响淬火热处理变形的原因 淬火是将钢件加热到临界温度以上,保温适当的时间,然后以大于临界冷却速度冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺,它是强化钢材的最重要的热处理方法。大量重要的机器零件及各类刀具、刃具、量具等都离不开淬火处理。需要淬火的工件,经过加热后,便放到一定的淬火介质中快速冷却。但冷却过快,工件的体积收缩及组织转变都很剧烈,从而不可避免地引起很大的内应力,容易造成工件变形及开裂。由于淬火变形影响因素非常复杂,导致变形控制十分棘手。而采用校直办法纠正变形或通过加大磨削加工余量,都会增加成本,因此研究钢件淬火热处理变形的影响因素,提出防止变形的措施是提高产品质量、延长零部件使用寿命、提高经济效益的重要课题。 零件热处理变形原因分析 1 热应力引起的变形 钢件在加热和冷却过程中,将发生热胀冷缩的体积变化以及因组织转变时新旧相比容差而产生的体积改变。零件加热到淬火温度时,屈服强度明显降低,塑性则大大提高。当应力超过屈服强度时,就会产生塑性变形,如果造成应力集中,并超过了材料的强度极限,就会使零件淬裂。导热性很差的高碳合金钢,如合金模具钢Cr12MoV、高速钢W18Cr4V之类的工具钢,淬火加热温度很高,如不采用多次预热和缓慢加热,不但会造成零件变形,而且会导致零件开裂而报废。此外,铸钢件和锻件毛坯,如果表层存在着一层脱碳层,由于表层和心部导热性能不同,在淬火加热较快时,也会产生热应力而引起变形。冷却时由于温差大,热应力是造成零件变形的主要原因。 2 组织应力引起的变形 体积的变化往往与加热和冷却有关,因为它和钢的膨胀系数相关。比容的变化导致零件尺寸和形状的变化。组织应力的产生起源于体积的收缩和膨胀,没有体积的膨胀,就没有组织转变的不等时性,也就没有组织应力引起的变形,导致热处理变形的内应力是热应力和组织应力共同作用形成的复合应力,热应力和组织应力综合作用的结果是不定的,可能因冷却条件及淬火温度的不同而产生不同情况,淬火应力是由急冷急热应力及由组织转变不同时所引起的应力综合构成的。 影响淬火热处理变形的主要因素 在实际生产中,影响淬火热处理变形的因素有很多,其中主要包括钢的原始组织、含碳量、零件尺寸和形状、淬火介质的选择、淬火工艺、钢的淬透性等。 1 钢中的含碳量对零件淬火热处理变形的影响 形成显微裂纹敏感度随马氏体中碳含量增高增大。当钢中碳含量大于1.4%时,形成显微裂纹敏感度反而减小。因为钢中碳含量大于 1.4%时马氏体的形态改变了,片变得厚而短,马氏体片之间的夹角变小,撞击机会和应力都有所减小。

铝合金淬火介质

恒鑫化工王芳芳 铝合金淬火介质_铝合金车架淬火介质淬火变形小经验分享 铝合金淬火要想保证良好的质量,一是要选择合适的铝合金淬火介质,二是要控制铝合金淬火转移时间。目前,PAG高分子聚合物淬火作为新型的淬火工艺得到广泛的应用,工件从加热炉转移至淬火槽所经历的时间称为淬火转移时间。 铝合金车架淬火介质THIF-502PAG高分子聚合物,无毒无味,具有逆溶性,淬火时油烟少,无火灾危险,安全环保。铝合金淬火介质能有效降低铝合金车架淬火变形,校正工时减少,经济效益和社会效益良好,是铝合金淬火首先冷却介质。 铝合金淬火冷却方式 虽然铝合金具有良好的导热性,但由于铝合金强度较低,淬火时产生较小的内应力,不可避免出现开裂或畸变。为避免析出粗大的过剩相,铝合金工件淬火时,要求铝合金淬火介质具有足够大的冷却速度。 随水溶性THIF-502PAG淬火液浓度不同,得到的冷却速度不同。选择不同浓度的铝合金车架淬火介质,可满足不同工件的淬火工艺要求,淬火后的工件其防锈性,防腐性良好,不影响后续发蓝,电镀处理,克服油淬缺点。 除上述铝合金淬火介质外,水温调节淬火,液-气雾化介质淬火以及分级淬火等也可用作铝合金淬火冷却方式。水温调节淬火是运用调节水温获得接近理想淬火冷却速度,但水温不易控制。液-气雾化介质淬火是喷射淬火的一种。分级淬火可减小锻件和模锻淬火变形和开裂。 应用范围及使用浓度 THIF-502淬火液广泛应用于2A12铝棒,2A16铝棒,2A11铝合金板等固溶处理,锻件淬火冷却,铸铝(A356、205、ZL101、105等)及70系列的超高强铝合金淬火冷却, LC4、LC6等超硬铝的淬火冷却(固溶处理)水中添加5%-8%母液,无需加热可直接采用水溶液进行淬火。 聚合物水溶液作为淬火介质接近20多种。其中PAG淬火液,水基淬火液,类油淬火剂等水溶液已开始广泛应用于各行各业。热处理淬火过程中,工件淬火后的冷却是必不可少的工序。 恒鑫化工王芳芳

热处理变形基础知识

热处理变形 工件的热处理变形—主要是由于热处理应力造成的。工件的结构形状、原材料质量、热处理前的加工状态、工件的自重以及工件在炉中加热和和冷却时的支承或夹持不当等因素也能引起变形。 凡是牵涉到加热和冷却的热处理过程,都可能造成工件变形。但是,淬火变形对热处理质量的影响最大。严重的淬火变形往往很难通过最后的精加工加以修正,即使对淬火变形的工件能够进行校正和机加工修整,也会因而增加生产成本。工件热处理后的不稳定组织和不稳定的应力状态,在常温和零下温度,长时间放置或使用过程中,逐渐发生转变而趋于稳定,也会伴随引起工件的变形,这种变形称为时效变形。时效变形虽然不大,但是对于精密零件和标准量具也是不允许的。 工件的热处理变形分为尺寸变化(体积变形)和形状畸变两种形式。尺寸变形归因可相变前后比体积差引起工件的体积改变,形状畸变则是由于热处理过程中,在各种复杂应力综合作用下,不均匀的塑性变形造成的。这两种形式的变形很少单独存在,但是对具体工件和热处理工艺,可能以一种形式的变形为主。 1>工件热处理的尺寸变化 不同的组织具有不同的体积。常见组织的比体积表如下; 组织wc(%) 室温下的比体积/ (cm3/g) 奥氏体0—2 0.1212+0.0033(C%) 马氏体0---2 0.1271+0.0025(C%) 铁素体0---0.02 0.1271 渗碳体 6.7+-0.2 0.130+-0.001 ∈-碳化物8.5+-0.7 0.140+-0.002 石墨100 0.451 铁素体+渗碳体0---2 0.1271+0.0005(C%) 低碳马氏体+∈-碳化物0---2 0.1277+0.0015(C%-0.25) 铁素体+∈-碳化物0---2 0.1271+0.0015(C%) 工件在热处理加热和冷却过程中,由于相变引起的体积差造成的体积变形。 碳钢组织转变引起的尺寸变化 组织转变体积变化(%) 尺寸变化(%) 球状珠光体->奥氏体- 4.64+2.21(wc) - 0.015+0.0074(wc) 奥氏体->马氏体 4.64 – 0.53 (wc) - 0.0155+0.0018(wc) 球状珠光体->马氏体 1.68 (wc) 0.0056(wc%) 奥氏体->下贝氏体 4.64 – 1.43 (wc) 0.0156 – 0.0048(wc) 球状珠光体->下贝氏体0.78 (wc) 0.0026(wc) 奥氏体->铁素体->渗碳体 4.64 – 2.21(wc) 0.0155 – 0.0074(wc) 球状珠光体->铁素体->渗碳体0 0

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施

金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施 摘要:热处理能改善工件的综合机械机能,但热处理过程引起工件的变形是不 可避免的。任何因素的变化都或多或少地影响工件的变形倾向和形变大小。在热 处理过程中,能够把握工件热处理过程中导致工件变形的主要因素和关键点。通 过分析和实践,改进热处理工艺技术,一定能够在热处理工件的形变问题上得到 突破,制定出合理的技术措施,保证热处理产品的质量和合格率。 关键词:金属材料;热处理;变形原因;防止变形技术 引言 实际工业生产中,仅凭选择材料和成形工艺并不能满足工件所需要的性能, 通过对金属材料进行热处理而获得优良的综合性能是必不可少的。但金属材料的 热处理除改善材料的综合性能的积极作用外,在热处理过程中也不可避免地会产 生或多或少的变形,而这又是工件生产过程中极力消除和避免的。因此,需要找 出工件热处理过程中发生形变的原因,采取技术措施把变形量控制在符合要求范 围内。 1金属材料性能分析 在当前的社会生产生活中,金属材料的应用范围十分的广泛。由于金属材料 具有韧性强、塑性好以及高强度的特点,因此其在诸多行业中均有所应用。当前 常用的金属材料主要包括两种:即多孔金属材料以及纳米金属材料。纳米金属材料:一般情况下,只有物质的尺寸达到了纳米的级别,那么该物质的物理性质和 化学性质均会发生改变。在分析与研究金属材料性能的过程中,主要分析金属材 料的如下两种性能:其一,硬度。一般情况下,金属材料的硬度主要指的是金属 材料的抗击能力。其二,耐久性。耐久性能和腐蚀性是金属材料需要着重考虑的 一对因素。在应用金属材料的过程中不可避免的会受到各种物质的腐蚀,由此就 会导致金属材料出现缝隙等问题。 2金属热处理变形的原因分析 在工业生产过程中,各种金属零件早已成为机械制造的必要部分。在零件的 设计、选材中,对综合性能方面也提出了更高要求。特别是生产过程中,对产品 热处理加工后的品质提出了新要求。但在热处理过程中出现形变等质量问题,一 直是热处理过程中难以克服的。以下就金属材料的热处理变形原因进行简要分析。 2.1金属热处理的内应力塑性变形 金属工件进行热处理时,通常经历加热、保温和冷却三个阶段。由于加热和 冷却的不均匀性,金属组织在固态相变时的不同时等因素,致使工件在热处理过 程中产生一定的内应力。在内应力的作用下,金属工件产生塑性变形。根据应力 产生的不同原因,一般分为热应力塑型变形和组织应力变形。热应力塑型变形是 由于金属工件在加热和冷却过程中,零件的内外温度不一致,致使热胀冷缩的程 度不同产生的。组织应力变形是由于金属工件在热处理时内部组织发生相变的时 间不同而产生的。内应力塑性变形与工件的结构和形状有直接关系,变形具有明 显的方向性,体积变化并不明显。内应力导致工件的塑性变形量与热处理次数成 正比。 2.2金属热处理的比容变形 在热处理过程中,由于金属内部组织的相不同,相变时出现体积、尺寸等微 小变化就是比容变形。比容变形一般与奥氏体中合金元素含量、渗碳体和铁素体 的含量、残余奥氏体的多少以及金属材料本身的淬透性等因素有关。比容变形与

淬火应力、变形及开裂3-4

3.4 淬火应力、变形及开裂 从淬火目的考虑,应尽可能获得最大的淬透层深度。因此,在钢种一定情况下,采用的淬火介质的淬火烈度愈大愈好。但是,淬火介质的淬火烈度愈大,淬火过程中所产生的内应力愈大,这将导致淬火工件的变形,甚至开裂等。因此,在研究淬火问题时尚应考虑工件在淬火过程中内应力的发生、发展及由此而产生的变形,甚至开裂等问题。 一、淬火时工件的内应力 工件在淬火介质中迅速冷却时,由于工件具有一定尺寸,热传导系数也为一定值,因此在冷却过程中工件内沿截面将产生一定温度梯度,表面温度低,心部温度高,表面和心部存在着温度差。在工件冷却过程中还伴随着两种物理现象: 一是热膨胀,随着温度下降,工件线长度将收缩; 另一个是当温度下降到马氏体转变点时发生奥氏体向马氏体转变,这将使比容增大。由于冷却过程中存在着温差,因而沿工件截面不同部位热膨胀量将不同,工件不同部位将产生内应力;由于工件内温差的存在,还可能出现温度下降快的部位低于Ms点,发生马氏体转变,体积胀大,而温度高的部位尚高于Ms点,仍处于奥氏体状态,这不同部位由于比容变化的差别,也将产生内应力。因此,在淬火冷却过程中可能产生两种内应力,即: 1):热应力——工件在加热(或冷却)时,由于不同部位的温度差异,导致热胀(或冷缩)的不一致所引起的应力称为热应力; 2):组织应力——由于工件不同部位组织转变不同时性而引起的内应力。 根据内应力的存在时间特性还可分: (1):瞬时应力——在冷却过程中某一时刻所产生的内应力叫瞬时应力; (2):残余应力——冷却终了,残余于工件内部的应力。 1:热应力变化规律:

a):淬火冷却时,由于热应力引起的残余应力表面为压应力,心部为拉应力。 b):淬火冷却时产生的热应力系由于冷却过程中截面温度差造成的,冷却速度越快,界面温度愈大,则产生的热应力愈大,在相同冷却介质条件下,工件加热温度愈高,尺寸愈大,钢材热传导系数愈小,工件内温差愈大,热应力愈大。 2:组织应力的变化规律: a):在心部完全淬透的情况下,组织应力使工件最终应力表现为:表面呈现拉应力,心部呈现压应力。 b):组织应力的大小与钢在马氏体相变温度范围有关,截面上温度愈大,组织应力增加,相变时体积膨胀量愈大,则组织应力就愈大,钢的淬透性愈好,零件尺寸愈大,则淬火后组织应力愈大。 3:淬火应力影响因素 a)含碳量的影响:随含碳量增加,热应力作用逐渐减弱,组织应力逐渐增强。 b)合金元素的影响:钢中加入合金元素,其热传导系数下降,导致热应力和组织应力增加。凡增加钢淬透性的合金元素,在工件没有完全淬透的情况下,有增加组织应力的作用。 c):工件尺寸的影响: 1)在完全淬透的情况下,随着工件直径的增加,淬火的残余应力将由组织应力型转化为热应力型。 2)在不完全淬透的情况下,所产生的应力特性与热应力相类似的。 d):淬火介质与冷却的影响:淬火介质在不同工件冷却温度区间是不相同的,因此也影响淬火内应力分布,在Ms点以上冷却时快,Ms点以下冷却慢,为热应力型,反之为组织应力型。 二:淬火时工件的变形:

淬火常用的冷却介质

淬火常用的冷却介质 淬火是金属加工中一种重要的热处理方法,通过迅速冷却金属材料,使其结构发生变化,从而获得理想的硬度和组织结构。在淬火过 程中,冷却介质的选择对最终产品的性能起着关键作用。不同的冷却 介质具有不同的冷却速率和效果,下面介绍一些常用的淬火冷却介质。 1. 水 水是最常用的淬火冷却介质之一,它具有良好的冷却效果和快速 的冷却速度。水的高热容量和导热性使其能够迅速从金属中吸收热量,并通过自然对流的方式将热量带走。因此,水可以在短时间内使金属 迅速冷却,达到良好的淬火效果。然而,由于水的冷却速度非常快, 容易导致金属产生应力和变形,因此需要注意控制淬火速度和避免过 度冷却。 2. 油 油是另一种常用的淬火冷却介质,它相比水具有较慢的冷却速度 和较低的冷却效果。油的导热性相对较差,因此在油中淬火时,金属 的冷却速度比水慢一些,可以减缓金属的应力和变形。同时,油对金 属表面的冷却效果较好,能够产生较硬的表层和耐磨的特性。然而, 油的一些缺点是易燃和易产生烟雾,需要在使用时注意安全。 3. 盐水 盐水是一种常用的淬火介质,它是将普通水中加入适量的盐来制 备的。盐水的冷却速度介于水和油之间,具有中等的淬火效果。盐水 的冷却速度相较于水较慢,可以减少金属的变形和应力,同时也比油

具有较好的冷却效果。然而,由于盐的腐蚀性,盐水在使用后需要及时清洗金属表面,以避免腐蚀的问题。 4. 空气 空气是一种较为温和的淬火冷却介质,通常用于淬火较小尺寸、已处于高温状态的金属材料。它的冷却速度相对较慢,可以有效减少金属的应力和变形。但是,由于空气的导热性较差,淬火效果较弱,无法获得与水或油相比的高硬度。 总结: 在金属淬火过程中,选择合适的冷却介质非常重要。不同的冷却介质具有不同的冷却速度和效果。水具有快速的冷却速度,但容易导致金属变形;油的冷却速度较慢,适用于减少金属应力和变形;盐水相对中等冷却速度,兼具较好的冷却效果;空气的冷却速度较慢,适用于较小尺寸、高温状态的金属材料。根据具体需求选择合适的冷却介质,可以有效控制金属的硬度和组织结构,提高产品的性能。

淬火的注意事项

淬火的注意事项 淬火是金属工艺生产中常见的重要热处理工艺之一,可提高金属材料的硬度、强度和韧性,改善其力学性能和耐磨性,但其过程并不简单,需要操作者严格遵守一系列注意事项,以确保淬火效果和操作安全。 1. 金属材料的选择:淬火适用于一些常见的金属材料,如钢、铁、铜及其合金等,但不同的金属材料的淬火方式、加热温度、保温时间、冷却介质等都存在差异,因此需要选择合适的材料并了解其淬火工艺参数,以确保淬火效果。 2. 加热温度的控制:加热温度是淬火过程中非常关键的参数之一,过高或过低的温度都会影响淬火效果。一般来说,金属材料的加热温度要达到其临界温度,即材料经过加热后,内部晶体结构发生变化,从而提高金属材料的硬度、强度等性能。因此,操作者需要严格掌控加热温度,避免超过临界温度或不足以达到临界温度的情况。 3. 保温时间的掌控:金属材料经过加热后需要保温一段时间,使其内部结构充分转变,从而提高硬度和强度。不同材料的保温时间也各不相同,一般要根据实际材料情况来调整保温时间,避免保温时间过短或过长,影响淬火效果。 4. 冷却介质的选择:淬火过程中所使用的冷却介质也是至关重要的。一般来说,加热后的金属材料需要立即放入冷却介质中进行急速冷却,以确保其晶体结构稳定,同时适当的冷却介质还能帮助提高金属材料的硬度和韧性。常见的冷却介质

有水、油、乳化液等,操作者需要根据实际材料情况选择适当的冷却介质,避免由于冷却介质选择不当引起金属材料变形或开裂等问题。 5. 操作安全:淬火过程中存在一定的操作风险,因此需要操作者严格遵守安全规定,戴好防护眼镜和手套等个人防护措施,确保操作安全。同时,还要注意淬火时所使用的设备和材料是否存在故障或磨损等问题,及时更换或修理,避免操作安全隐患。 在以上注意事项的基础上,操作者还需具备一定的技术水平和经验,以确保淬火效果的稳定和金属材料的安全。同时,操作者应该认真记录淬火过程中的各项参数,以备后续数据分析和淬火效果评估。

淬火易出现的问题及解决方法(一)

淬火易出现的问题及解决方法(一) 淬火易出现的问题及解决 问题一:淬火不均匀 •原因: –材料不均匀或存在内部缺陷 –淬火介质温度不均匀 –淬火过程中材料受冷却介质的影响不均匀 •解决方法: –使用质量稳定、无内部缺陷的优质材料 –控制淬火介质的温度,确保均匀性 –加强淬火工艺研究,调整冷却介质的流速和温度,提高均匀性 问题二:淬火变形或开裂 •原因: –材料冷却过程中产生的内应力超过材料的强度极限 –材料形状复杂或厚度不均匀,导致冷却过程不均匀

–淬火介质的温度或冷却速度选择不当 •解决方法: –优化材料的形状设计,避免过于复杂或不均匀的厚度 –控制淬火介质的温度和冷却速度,避免产生过大的内应力 –使用适当的预淬火或回火工艺,调整材料内部应力分布,减少变形或开裂的风险 问题三:淬火硬度不符合要求 •原因: –材料的组织状态不合适 –淬火温度选择不准确 –淬火介质选择错误或控制不当 •解决方法: –优化材料的热处理工艺,确保组织状态符合要求 –通过试验和实践确定合适的淬火温度范围 –针对不同材料选择适当的淬火介质,并控制冷却速度,以达到所需的硬度 问题四:淬火后强度不稳定 •原因:

–淬火过程中产生的残余应力导致材料强度波动 –淬火后材料的晶粒尺寸和组织状态不稳定 •解决方法: –通过适当的回火工艺降低残余应力,增加材料的稳定性 –控制热处理过程中的冷却速度和回火温度,以稳定材料的晶粒尺寸和组织状态 以上是淬火易出现的问题及解决方法的总结。通过优化材料选择、淬火工艺的调整和回火工艺的控制,我们可以解决淬火过程中遇到的 各种问题,从而获得满足要求的材料性能。 问题五:淬火后的表面质量不理想 •原因: –材料表面存在氧化物或杂质 –淬火介质中含有污染物 –淬火过程中产生的气泡或烟碱 •解决方法: –在淬火之前,对材料进行表面清洁,去除氧化物和杂质 –选用纯净的淬火介质,避免污染物对材料表面造成影响 –控制淬火过程中温度和冷却速度,减少气泡或烟碱的产生

曲轴淬火工艺注意事项

曲轴淬火工艺注意事项 1. 概述 曲轴是发动机的关键部件之一,承受着很高的转速和大的负载,因此需要进行淬火处理以提高其硬度和耐磨性。曲轴淬火工艺是指在特定的工艺条件下对曲轴进行加热和冷却处理,使其表面形成一层硬度较高、耐磨性较好的淬火层,从而提高曲轴的使用寿命和可靠性。 2. 工艺要求 曲轴淬火工艺需要满足以下几个要求: 2.1 温度控制 在进行曲轴淬火加热时,需要精确控制加热温度,以确保曲轴表面达到适宜的淬火温度范围。过高或过低的温度都会影响淬火效果。一般情况下,淬火温度应在850℃至950℃之间。 2.2 冷却介质选择 冷却介质的选择对于曲轴淬火工艺至关重要。常用的冷却介质包括水、油和盐浴等。不同的冷却介质对淬火效果有着明显的影响。一般情况下,水冷却速度最快,但也容易产生较大的残余应力;油冷却速度适中,能够获得较好的淬火效果;盐浴冷却速度较慢,但能够有效控制残余应力。 2.3 冷却速度控制 曲轴淬火过程中,需要控制冷却速度以获得理想的淬火效果。过快或过慢的冷却速度都会导致淬火层的质量下降。一般情况下,曲轴表面的冷却速度应在10℃/s至40℃/s之间。 2.4 预热和保温 在进行曲轴淬火前,需要对其进行预热和保温处理。预热可以提高曲轴整体温度,减少温度梯度,有利于均匀加热和避免因温差过大而引起的裂纹和变形。保温可以使曲轴内部和外部温度趋于一致,增强整体性能。 3. 注意事项 在进行曲轴淬火工艺时,需要注意以下几个方面:

3.1 淬火层的均匀性 淬火层的均匀性对于提高曲轴的硬度和耐磨性非常重要。在工艺设计和操作过程中,需要注意控制加热温度、冷却速度和时间等因素,以确保淬火层的均匀性。 3.2 防止裂纹和变形 曲轴在淬火过程中容易产生裂纹和变形。为了防止这种情况的发生,可以采取以下措施:合理选择加热温度和冷却速度;采用适当的预热和保温工艺;合理设计夹具和冷却介质等。 3.3 控制残余应力 曲轴淬火后会产生一定的残余应力,如果残余应力过大会导致曲轴变形、裂纹等问题。为了控制残余应力,可以采取以下方法:适当选择冷却介质;进行回火处理等。 3.4 检测与评估 对于淬火后的曲轴,需要进行检测与评估以验证工艺效果。常用的检测方法包括金相显微镜观察、硬度测试、残余应力检测等。通过对这些指标的评估,可以判断曲轴淬火工艺是否合格。 4. 结论 曲轴淬火工艺是提高曲轴硬度和耐磨性的重要工艺之一。在进行曲轴淬火时,需要注意温度控制、冷却介质选择、冷却速度控制、预热和保温等方面的要求。还需要注意淬火层的均匀性、防止裂纹和变形、控制残余应力以及进行检测与评估等方面的注意事项。只有全面考虑这些因素并合理操作,才能获得理想的曲轴淬火效果。

热处理变形原因及其控制方法

在实际的加工生产中,热处理变形往往困扰着许多加工制造者,热处理变形给后续的加工造成了很多困难,影响生产效率。由于热处理工艺对工件产生的温度变化,变形是在所难免的,要做到完全不变形也是不可能的,一般解决方法是吧变形量控制在一定的范围内。 一、热处理变形产生的原因 钢在热处理的加热、冷却过程中可能会产生变形,甚至开裂,其原因是由于淬火应力的存在。淬火应力分为组织应力和热应力两种。由于组织应力和热应力作用,使热处理后零件产生不同残留应力,可能引起变形。当应力大于材料的屈服强度时变形就会产生,因此,淬火变形还与钢的屈服强度有关,材料塑性变形抗力越大,其变形程度也就越小。 二、减少和控制热处理变形的方法 1.合理选择材料和提高硬度要求 对于形状复杂,截面尺寸相差较大而又要求变形较小的零件,应选择淬透性较好的材料,以便使用较缓和的淬火冷却介质淬火。对于薄板状精密零件,应选用双向轧制板材,使零件纤维方向对称。对零件的硬度要求,在满足使用要求前提下,尽量选择下限硬度。 2.正确设计零件

零件外形应尽量简单、均匀、结构对称,以免因冷却不均匀,使变形开裂倾向增大。尽量避免截面尺寸突然变化,减少沟槽和薄边,不要有尖锐棱角。避免较深的不通孔。长形零件避免截面呈横梯形。 3.合理安排生产路线,协调冷热加工与热处理的关系 对于形状复杂、精度要求高的零件,应在粗、精加工之间进行预先处理,如消除应力、退火等。做好毛坯预备热处理,使组织更加均匀化。 4.改进热处理工艺和操作 (1)热处理温度的控制 在满足热处理工艺要求的情况下,尽量降低淬火加热温度且缩短保温时间,这样零件的高温强度损失较少。塑性抗力增强,零件的抗应力形变、抗淬火变形的综合能力增强,从而减少了变形。 (2)选择较缓和的淬火冷却介质 采用分级淬火能显著减少金属淬火时产牛的热应力和组织应力,是减少一些形状复杂零件的有效办法。这种淬火方法由于在马氏体转变前零件各部分温度已经趋于均匀,并在缓慢冷却条件下完成马氏体转变,这样不仅减小了淬火热应力,而且显著降低组织应力,因而有效地减小或预防止零件淬火变形。 等温淬火也能显著减小零件变形,等温淬火与分级淬火的区别在于前者获得下贝氏体组织,由于下贝氏体组织的强度、硬度较高,而且韧性良好,比热容比马氏体的比热容小,组织转变时零件内外温度一致,故淬火组织应力也较小。等温淬火和分级淬火只能适用于尺寸较小的零件。 (3)正确掌握热处理操作方法 为了减小和控制热处理变形还必须正确掌握热处理操作方法。截面均匀冷却时,如细长

钢的热处理淬火时工件的变形规律

淬火时,工件发生的变形有两类,一是翘曲变形,一是体积变形。翘曲变形包括形状变形和扭曲变形。扭曲变形主要是加热时工件在炉内放置不当,或者淬火前经变形校正后没有定型处理,或者是由于工件冷却时工件各部位冷却不均匀所造成,这种变形可以针对具体情况分析解决。 1、引起各种变形的原因及其变化规律 (1)由于淬火前后组织变化而引起的体积变形 工件在淬火前的组织状态一般为珠光体型,即铁素体和渗碳体的混合组织,而淬火后为马氏体型组织。由于这些组织体积不同,淬火前后将引起体积变化,从而产生变形。这种变形只按比例使工件胀缩,但不改变形状。淬火前后由此而引起的体积变化,可以计算求得。 (2)热应力引起的形状变形 热应力引起的变形发生在钢件屈服强度较低,塑性较高,而表面冷却快,工件内外温差最大的高温区。此时瞬时热应力是表面张应力,心部压应力,心部温度高,屈服强度比表面低很多,易于变形。因此表现为在多向压应力作用下的变形,即立方体向呈球形方向变化。由此导致尺寸较大的一方缩小,而尺寸较小的一方则胀大。

(3)组织应力引起的形状变形 组织应力引起的变形也产生在早期组织应力最大时刻。此时截面温度较大,心部温度较高,仍处于奥氏体状态,塑性较好,屈服强度较低。瞬时组织应力是表面压应力,心部拉应力;其变形表现为心部在多向拉应力作用下的拉长。由此导致的结果为在组织应力作用下,工件中尺寸较大的一方伸长,而尺寸较小的一方缩短。 2、影响淬火变形的因素 (1)影响体积变形和形状变形的因素。凡是影响淬火前后组织比体积变化的因素均影响体积变形。 (2)其他影响淬火变形的因素。影响淬火变形的因素有两种,一种是夹杂物和带状组织对淬火变形的影响。 (3)淬火前残存应力及加热冷却不均匀对变形的影响。淬火前工件内残余应力没有消除,淬火加热装炉不当,淬火冷却不当均引起工件的扭曲变形。

淬火变形问题的解决办法

淬火变形问题的解决办法 本文基于淬火变形的机理及其影响因素,浅谈淬火变形的预防控制及后期的机加工补救方法。 一,导致淬火变形的因素 1,碳含量及其对淬火变化量的影响 高碳钢屈服强度的升高,其变形量要小于中碳钢。对碳素钢来说,在大多数情况下,以T7A钢的变形量为最小。当碳的质量分数大于0.7%时,多趋向于缩小;但碳的质量分数小于0.7%时,内径、外径都趋向于膨胀。 碳素钢本身屈服强度相对较低,因而带有内孔(或型腔)类的碳素钢件,变形较大,内孔(或型腔)趋于胀大。合金钢由于强度较高,Ms点较低,残余奥氏体量较多,故淬火变形较小,并主要表现为热应力型的变形,其钢件内孔(或型腔)趋于缩小。因此,在与中碳钢同样条件下淬火时,高碳钢和高合金钢工件往往以内孔收缩为主。 2,合金元素对淬火变形的影响 合金元素对工件热处理变形的影响主要反映在对钢的Ms点和淬透性的影响上。大多数合金元素,例如,锰、铬、硅、镍、钼、硼等,使钢的Ms点下降,残余奥氏体量增多,减小了钢淬火时的比体积变化和组织应力,因此,减小了工件的淬火变形。合金元素显著提高钢的淬透性,从而增大了钢的体积变形和组织应力,导致工件热处理变形倾向的增大。此外,由于合金元素提高钢的淬透性,使临界淬火冷却速度降低,实际生产中,可以采用缓和的淬火介质淬火,从而降低了热应力,减小了工件的热处理变形。硅对Ms点的影响不大,只对试样变形起缩小作用;钨和钒对淬透性和Ms点影响也不大,对工件热处理变形影响较小。故工业上所谓微变形钢,均含有较多量的硅、钨、钒等合金元素。 3,原始组织和应力状态对热处理变形的影响 工件淬火前的原始组织,例如,碳化物的形态、大小、数量及分布,合金元素的偏析,锻造和轧制形成的纤维方向都对工件的热处理变形有一定影响。球状珠光体比片状珠光体比体积大,强度高,所以经过预先球化处理的工件淬火变形相对要小。对于一些高碳合金工具钢,例如,9Mn2V、CrWMn和GCr15钢的球化等级对其热处理变形开裂和淬火后变形的校正有很大影响,通常以2.5-5级球化组织为宜。调质处理不仅使工件变形量的绝对值减小,并使工件的淬火变形更有规律,从而有利于对变形的控制。 条状碳化物分布对工件的热处理变形有很大影响。淬火后平行于碳化物条带方向工件膨胀,与碳化物条带相垂直的方向则收缩,碳化物颗检愈粗大,条带方向的膨胀愈大。对于Cr12类型钢和高速钢等莱氏体钢来说,碳化物的形态和分布对淬火变形的影响尤为显著。 总之,工件的原始组织愈均匀,热处理变形愈小,变形愈有规律,愈易于控制。 4,淬火前工件本身的应力状态对变形有重要影响。特别是形状复杂,经过大进给量切削加工的工件,其残余应力若未经消除,对淬火变形有很大影响。 5,工件几何形状对热处理变形的影响 几何形状复杂,截面形状不对称的工件,例如带有键槽的轴,键槽拉刀、塔形工件等,淬火冷却时,一个面散热快,另一面散热慢,是一种不均匀的冷却。如果在Ms以上的不均匀冷却引起的变形占优势,则冷却快的一面是凹面, 若在Ms以下的不均匀冷却引起的变形占优势,则冷却快的一面是凸面,增加等温时间,增长贝氏体转变量,使残余奥氏体更加稳定,减小空冷中的马氏体转变量,可使工件的变

热处理淬火及变形

热处理淬火及变形 热处理淬火及变形 热处理工艺、操作与变形关系 一、预处理 淬火前通过对工件进行消除应力、改善组织的预备热处理,对减少淬火变形是非常有利的。预处理一般包括球化退火、消除应力退火,有些还采用调质或正火处理。 ①消除应力退火:在机械加工过程中,工件表层在加工方法、背吃刀量、切削速度等的影响下,会产生一定的残余应力,由于其分布的不均衡,导致了工件在淬火时产生了变形。为了消除这些应力的影响,淬火前将工件进行一次消除应力的退火是必要的。消除应力退火的温度一般为500-700℃,在空气介质中加热时,为防止工件产生氧化脱碳可采用500-550℃进行退火,保温时间一般为2-3h。工件装炉时要注意可能因自重引起的变形,其他操作同一般退火操作。 ②以改善组织为目的的预热处理:这种预处理包括球化退火、调质及正火等。球化退火:球化球退火是碳素工具钢及合金工具钢在热处理过程中必不可少的工序,球化退火后所获得的组织对淬火变形趋势影响很大。所以可以通过调整退火后的

组织来减少某些工件有规律的淬火变形。其他预处理:为减少淬火变形所采用的预处理方法有很多种,如调质处理、正火处理等。针对工件产生淬火变形的原因及工件所用材料,合理地选用正火、调质等预处理对减少淬火变形是有效的。但应对正火后引起的残余应力及硬度提高对机加工的不利影响应给予注意,同时调质处理对含WMn等钢可减少淬火时胀大,而对GCr15等钢种的减少变形作用不大。 在实际生产中要注意分清淬火变形产生的原因,即要分清淬火变形是由残余应力引起的还是由组织不佳引起的,只有这样才能对症处理。若是由残余应力引起的淬火变形则应进行消除应力退火而不用类似调质等改变组织的预处理,反之亦然。只有这样,才能达到减少淬火变形的目的,才能降低成本,保证质量。 以上各种预处理的具体操作同其他相应操作,此处不赘述。二、淬火加热操作 ①淬火温度:淬火温度对工件的淬火变形影响很大。其影响淬火变形趋势的一般规律如图所示。根据图的所示曲线对淬火畸变的影响规律,我们可通过调整淬火温度来达到减少变形的目的,或将预留机械加工余量同淬火温度来达到减少变形的目的,或将预留机械加工余量同淬火温度经热处理试验后合理地选择、使用,从而达到减少后序加工余量。淬火温度对淬火

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