热处理基础知识
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一、热处理1、正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理:使合金中各种相充分溶解,强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工成型。
6、时效处理:在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度。
7、淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化,以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering):一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200—350之间。
11、钎焊:用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。
热处理工作者必备的基础知识根据朋友的要求,现将热处理工作者必修的基础知识作简要的概括,以供参考。
※必须具备的基础知识内容:1.铁碳相图、相图中的基本相区组织状态、铁碳合金的平衡转变过程、铁碳相图的应用范围;2.连续加热时的组织转变;3.奥氏体冷却时的组织转变以及各种组织的获得方法;4.冷却转变曲线以及其应用;5.淬透性曲线以及其应用;6.合金元素对加热转变和冷却转变的影响;7.各种冷却介质的特性以及其应用;8.硬度与回火温度的关系曲线;※应掌握的基础知识:热处理人员应该掌握的基础知识有:1.金属学中的基础知识:晶体结构初步知识、结晶和同素异构初步知识、相图和杠杆定律。
固体金属扩散的初步知识。
比较重要的知识是铁碳(Fe-Fe3C)相图知识。
2.金属热处理原理知识:热处理金相组织的种类:珠光体、奥氏体、索氏体、屈氏体、托氏体、贝氏体、马氏体、魏氏体等。
各种热处理金相组织的性能、组织形态、组织和工艺的关系。
各种热处理转变曲线的读图和使用方法。
3.化学热处理的基本知识:化学热处理过程中的化学反应、工艺参数对产品质量的影响、常用气氛的组成。
4.合金结构钢、工具模具钢、轴承钢、不锈钢、铸铁、有色金属等各类金属材料的基本知识。
热处理缺陷的产生原因和预防方法。
对现场的整个工艺过程中对产品质量的因素能作出事前判断。
返修品的处理措施等。
5.常用辅助材料的基本知识:各类盐、淬火油、有机淬火剂、防氧化脱碳涂料、石棉等工艺材料的知识的掌握。
6.热处理常用设备:加热设备、冷却设备、附属设备(校正、喷砂、冷处理、液氮、制氮机)、真空泵、热工仪表、检测硬度计等的使用、性能、安全规程。
耐火材料知识。
筑炉知识。
7.火花鉴别知识。
8.电工学的基本知识。
9.机械识图的知识。
10.热处理质量管理体系知识。
11.安全文明生产知识。
12.环境保护及清洁热处理。
热处理基础知识回顾定义:金属材料的热处理,是金属材料在固态下,通过适当的方式进行加热、保温和冷却,改变材料内部机构,从来改善材料性能的一种工艺方法。
分类:普通热处理:退火、正火、淬火、回火表面热处理:表面淬火:感应加热淬火、火焰加热淬火化学热处理:渗碳、渗氮、渗金属其他热处理:形变热处理、超细化热处理、真空热处理1.退火定义:退火,是将钢加热到预定温度,保温一定时间后,缓慢冷却(通常随炉冷却),获得接近平衡组织的热处理工艺。
目的:(1)降低硬度,改善切削加工性能;(2)消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与开裂倾向;(3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
分类:1.完全退火:将钢加热到Ac3温度以上30~50度,保温一定时间后,随炉冷却到500度,再出炉空冷。
适用于,亚共析钢和铸件、锻件以及焊接件,使加工过程中,造成的粗大不均匀组织细化,降低硬度,提高塑性,改善加工性能,消除应力。
组织变化:奥氏体变成铁素体和珠光体2.球化退火:将钢加热到Ac1以上10~30度,保温较长时间后以及其缓慢的速度,冷却到600度以下,再出炉空冷。
适用于,共析钢和过共析钢以及合金工具钢的退火,降低材料硬度,改善切削加工性能,并减小最终淬火变形和开裂。
组织变化:网状二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体球化3.扩散退火(均匀化退火):在1050~1150度,长时间保温(10~15h)后,随炉缓冷。
适用于,合金钢大型铸、锻件,目的是消除其化学成分的偏析和组织的不均匀。
4.去应力退火:在500~600度,充分保温后缓慢冷却到200度,出炉空冷。
适用于,铸、锻、焊件及经过切削加工的零件,目的是为了消除毛坯和零件中的残余应力。
2.正火定义:正火,是将钢加热到亚共析钢或共析和过共析钢以上30~50度,保温适当时间后,在静止空气中冷却的热处理工艺目的:(1)对普通碳素钢、合金钢和力学性能要求不高的结构件,可作为最终热处理;(2)对低碳素钢用来调整硬度,避免切削加工中的粘刀现象,改善切削加工性能;(3)对共析、过共析钢用来消除网状二次渗碳体,为球化退火做好组织上的准备。
热处理基础知识钢:含碳质量分数在2.11%以下的铁碳合金。
共析钢:含碳质量分数为0.77%的钢。
亚共析钢:含碳质量分数低于0.77%的钢。
过共析钢:含碳质量分数高于0.77%的钢。
合金钢:钢里除铁、碳外,加入其他的元素,就叫合金钢。
在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金正火:工件加热奥氏体化后在空气中冷却的热处理工艺。
退火:工件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
淬火:工件加热奥氏体化后以适当方式冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
回火:工件淬硬后加热到Ac1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。
奥氏体:碳在γ-Fe中的间隙固溶体,呈铁的面心立方结构,在高温下稳定。
铁素体:碳在α-Fe中的间隙固溶体,呈铁的面心立方结构,在低温下稳定。
马氏体:碳在α-Fe中的过饱和固溶体,是靠无扩散的奥氏体切变方式在钢中形成的相,是淬火钢的基本组织。
马氏体点(Ms):马氏体开始转变时的温度。
贝氏体:靠切变,又有扩散形成的显微组织,称为贝氏体。
珠光体:在钢和铸铁中,由于共析反应生成的铁素体和渗碳体呈层片状并列结构,此组织即为珠光体。
回火马氏体:在350℃以下马氏体会分解,马氏体中的碳浓度会逐渐降低,在此温度下回火得到的马氏体被称为回火马氏体。
回火索氏体:淬火钢在500-680℃回火时所形成的显微组织被称为回火索氏体。
回火托氏体:通常把钢在350-400℃回火形成的显微组织称为回火托氏体。
Ac1线:钢加热开始形成奥氏体的温度Ac3线:亚共析钢加热时,所有铁素体均转变为奥氏体的温度。
氧化:工件加热时,介质中的氧、二氧化碳和水蒸气等与之反应生成氧化物的过程。
脱碳:工件加热时介质与工件中的碳发生反应,使表层碳含量降低的现象。
S曲线或C曲线:把奥氏体化的共析钢急冷至临界点(A1)下某一温度,并在该温度下保持,测定在此温度的开始与终止转变时间和转变量随时间的变化,然后把各个温度的开始和终止转变点或等量转变点连成曲线,即得到过冷奥氏体等温转变图,亦称S曲线或C曲线。