钢的热处理工艺方式
- 格式:doc
- 大小:10.86 KB
- 文档页数:2
淬火HardeningorQuenchingcuihuǒ(行业内,淬读"zàn"音,即读“zànhuǒ〞〕钢的淬火是将钢加热到临界温度Ac3〔亚共析钢〕或Ac1〔过共析钢〕以上某一温度,保温一段时刻,使之全部或局部奥氏体[1]化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下〔或Ms四面等温〕进行马氏体〔或贝氏体〕转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲乏强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也能够通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特别的物理、化学性能。
淬火能使钢强化的全然缘故是相变,即奥氏体组织通过相变而成为马氏体组织〔或贝氏体组织〕。
钢淬火工艺最早的应用见于河北易县燕下都遗址出土的战国时代的钢制兵器。
淬火工艺最早的史料记载见于?汉书.王褒传?中的“清水焠其峰〞。
“淬火〞在专业文献上,人们写的是“淬火〞,而读起来又称“蘸火〞。
“蘸火〞已成为专业口头交流的习用词,但文献中又瞧不到它的存在。
也确实是根基讲,淬火是标准词,人们不读它,“蘸火〞是常用词,人们却不写它,这是我国文字中不多见的现象。
淬火是“蘸火〞的正词,淬火的古词为蔯火,本义是灭火,引申义是“将高温的物体急速冷却的工艺〞。
“蘸火〞是冷僻词,属于现代词,是文字改革后出现的产物,“蘸〞字本义与淬火无关。
“蘸火〞本词为“湛火〞,“湛〞字读音同“蘸〞,而其字形又与水、火有关,符合“水与火合为蔯〞之意,字义与“淬火〞相通。
“湛火〞为本词,“蘸火〞那么为假借词。
淬火将金属工件加热到某一适当温度并维持一段时刻,随即浸进淬冷介质中快速冷却的金属热处理工艺。
常用的淬冷介质有盐水、水、矿物油、空气等。
钢材热处理的四种方法
钢材热处理是钢铁制造业中的一项重要工艺,它能够改变钢材的组织结构和性能,增强钢材的强度、韧性和耐磨性。
现在,我们将介绍热处理钢材的四种方法。
1. 火焰淬火
火焰淬火是一种常见的钢材热处理方法,它通过在钢材表面加热的同时,使用水、油或空气急冷的方式来迅速冷却钢材。
这种方法可以提高钢材的硬度和韧性,适用于生产高强度、高韧性的组件。
2. 淬火加回火
淬火加回火是一种将淬火和加回火结合起来的热处理方法。
首先,在高温下进行淬火,然后在适当的温度下进行回火,可以使钢材获得较高的强度和韧性。
这种方法适用于制造高强度和高耐磨性的零件。
3. 退火
退火是一种将钢材加热至一定温度,然后缓慢冷却的热处理方法。
这种方法可以使钢材改善韧性和可塑性,较好地适用于制造需要弯曲、拉伸和冲压的钢材产品。
4. 软化处理
软化处理是一种将钢材加热至高温,然后缓慢冷却的热处理方法。
这种方法可以使钢材获得较高的可塑性和韧性,具有优良的加工和成形
性能。
总的来说,这四种方法是钢材热处理中较为基础和常见的方法。
每种方法都有其特定的优缺点和适用范围,因此在选择热处理方法时,需要结合不同的钢材类型和使用条件来进行选择。
按加热和冷却条件不同,铸钢件的主要热处理方式有:退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。
1.退火:退火是将铸钢件加热到Ac3以上20~30℃,保温一定时间,冷却的热处理工艺。
退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析,以改善铸钢力学性能。
碳钢退火后的组织:亚共析铸钢为铁素体和珠光体,共析铸钢为珠光体,过共析铸钢为珠光体和碳化物。
适用于所有牌号的铸钢件。
2.正火:正火是将铸钢件加热到Ac3温度以上30~50℃保温,使之完全奥氏体化,然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
正火的目的是细化钢的组织,使其具有所需的力学性能,也是作为以后热处理的预备处理。
正火与退火工艺的区别有两个:其一是正火加热温度要偏高些;其二是正火冷却较快些。
经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢,其珠光体组织较细。
一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。
正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物,以利于球化退火;可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理,以细化晶粒和均匀组织,从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。
3.淬火:淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。
或Ac•以上),保持一定时间后以适当方式冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。
铸钢件淬火后应及时进行回火处理,以消除淬火应力及获得所需综合力学性能铸钢件淬火工艺的主要参数:(1)淬火温度:淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。
原则上,亚共析铸钢淬火温度为Ac。
以上20~30℃,常称之为完全淬火。
共析及过共析铸钢在Ac。
以上30~50℃淬火,即所谓亚临界淬火或两相区淬火。
这种淬火也可用于亚共析钢,所获得的组织较一般淬火的细,适用于低合金铸钢件韧化处理。
(2)淬火介质:淬火的目的是得到完全的马氏体组织。
为此,铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。
钢材的热处理有以下几个方法※均质退火处理简称均质化处理(Homogenization),系利用在高温进行长时间加热,使内部的化学成分充分扩散,因此又称为『扩散退火』。
加热温度会因钢材种类有所差异,大钢锭通常在1200℃至1300℃之间进行均质化处理,高碳钢在1100℃至1200℃之间,而一般锻造或轧延之钢材则在1000℃至1200℃间进行此项热处理。
※完全退火处理完全退火处理系将亚共析钢加热至Ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至Ac1温度以上50℃左右的温度范围,在该温度保持足够时间,使成为沃斯田体单相组织(亚共析钢)或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后,在进行炉冷使钢材软化,以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。
※球化退火处理球化退火主要的目的,是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成为球状,使改善钢材之切削性能及加工塑性,特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。
常见的球化退火处理包括:(1)在钢材A1温度的上方、下方反复加热、冷却数次,使A1变态所析出的雪明碳铁,继续附着成长在上述球化的碳化物上;(2)加热至钢材A3或Acm温度上方,始碳化物完全固溶于沃斯田体后急冷,再依上述方法进行球化处理。
使碳化物球化,尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂,亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。
※软化退火处理软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内(A1温度下方),维持一段时间之后空冷,其主要目的在于使以加工硬化的工件再度软化、回复原先之韧性,以便能再进一步加工。
此种热处理方法常在冷加工过程反复实施,故又称之为制程退火。
大部分金属在冷加工后,材料强度、硬度会随着加工量渐增而变大,也因此导致材料延性降低、材质变脆,若需要再进一步加工时,须先经软化退火热处理才能继续加工。
※弛力退火处理弛力退火热处理主要的目的,在于清除因锻造、铸造、机械加工或焊接所产生的残留应力,这种残存应力常导致工件强度降低、经久变形,并对材料韧性、延展性有不良影响,因此弛力退火热处理对于尺寸经度要求严格的工件、有安全顾虑的机械构件事非常重要的。
钢热处理的工艺方法特点
钢热处理是指通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能。
其工艺方法特点如下:
1. 高温处理:钢热处理通常需要进行高温处理,以达到材料的相变温度,使其组织发生改变。
高温处理可使钢材微观组织中的碳溶解度增加,提高钢的硬度和强度。
2. 速冷处理:热处理过程中的速冷处理是钢热处理的一种重要方法,通过将钢材快速冷却至室温或低温,使钢材的组织发生相变,产生马氏体或贝氏体等具有更高硬度和强度的组织结构。
3. 淬火处理:淬火是钢热处理中最常用的方法之一,其通过将加热至临界温度以上的钢材快速冷却到室温,使其形成马氏体组织,从而提高钢材的硬度和强度。
淬火还可通过选择不同的冷却介质和工艺参数,来控制钢材的组织和性能。
4. 回火处理:回火是将已经淬火处理的钢材再次加热至较低温度,并保持一定时间后再冷却至室温。
通过回火处理,可以减轻淬火过程中产生的内应力,降低钢材的脆性,并提高其韧性和塑性。
回火还可以调节钢的硬度和强度。
5. 正火处理:正火是利用加热和冷却的方法,通过控制钢材的加热温度和冷却速度,使钢材的组织发生变化,达到一定的性能要求。
正火处理可以提高钢材的
强度和硬度,同时保持一定的韧性。
总体而言,钢热处理的工艺方法特点是通过加热和冷却的方式改变钢材的组织和性能,从而实现对钢材硬度、强度、韧性等性能指标的控制和调节。
不同的工艺方法可以根据需要选择,以满足不同的使用要求。
钢材各种热处理工艺流程
1.退火
-目的:降低钢材硬度,改善切削加工性能,消除内应力,细化晶粒,改善机械性能。
-步骤:将钢材加热到预定的温度(一般是低于临界温度Ac1或Ac3),然后在炉内保温一段时间,使内部组织均匀化,最后缓慢冷却,一般为空冷或炉冷。
2.正火
-目的:细化晶粒,改善组织,提高机械性能,为后续加工或进一步热处理作准备。
-步骤:将钢材加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上温度,保温使组织完全奥氏体化,然后出炉在空气中冷却,得到珠光体组织。
3.淬火
-目的:大幅提高钢材的硬度和强度。
-步骤:将钢材加热到超过临界温度(如Ac3),保持足够时间使组织全部转变为奥氏体,随后迅速放入淬火介质中(如油、水或盐浴等)冷却,使奥氏体快速转变为马氏体或贝氏体组织。
4.回火
-目的:调整钢材的硬度和韧性,降低脆性,稳定组织,提高机械性能。
-步骤:淬火后的钢材再次加热到低于临界温度的某一温度区间,保温后缓慢冷却,使过高的硬度降低,提高韧性。
5.调质处理
-目的:综合提高钢材的强度和韧性。
-步骤:先进行淬火处理,然后进行回火处理,通过两次热处理的组合优化钢材的综合机械性能。
6.表面硬化处理
-包括火焰淬火、感应淬火、渗碳、氮化、氰化、碳氮共渗等方法,目的是只硬化钢材表面而不改变心部组织,以达到表面高硬度和心部高韧性的要求。
7.固溶处理
-主要用于合金材料,如铝合金、镁合金、不锈钢等,目的是将合金元素充分溶解到基体中,形成均匀的固溶体,然后通过时效处理强化材料。
钢铁热处理的四种基本工艺什么是退火钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
退火是将金属或合金加热到适当的温度,保持一定的时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
退火的目的:退火所能达到的目的主在是:消除锻件及焊接结构的应力,消除冷加工后的加工应力,避免零件在加热和使用过程中产生变形及开裂;消除铸件和锻件的不均匀组织和粗大晶粒,消除合金钢硬而脆的特性,改善其切削加工的性能,胀管时的管头,胀接前也要进行退火。
(1) 降低硬度,改善切削加工性;(2)消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;(3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
在生产中,退火工艺应用很广泛。
根据工件要求退火的目的不同,退火的工艺规范有多种,常用的有完全退火、球化退火、和去应力退火等。
正火与退火的区别,处理温度正火的冷却速度比退火快,得到的组织较细,工件的强度和硬度比退火高。
对于高碳钢的工件,正火后硬度偏高,切削加工性能变差,故宜采用退火工艺。
从经济方面考虑,正火比退火的生产周期短,设备利用率高,生产效率高,节约能源、降低成本以及操作简便,所以在满足工作性能及加工要求的条件下,应尽量以正火代替退火。
退火和正火可在电阻炉或煤、油、煤气炉中进行,最常用的是电阻炉。
电阻炉是利用电流通过电阻丝产生的热量来加热工件,同时用热电偶等电热仪表控制温度,操作简单、温度准确。
在加热过程中,由于工件与外界介质在高温下发生化学反应,当加热温度和加热速度控制不当或装炉不合适时,会造成工件氧化、脱碳、过热、过烧及变形等缺陷。
因此要严格控制加热温度和加热速度等。
图2-2为退火和正火的加热温度范围。
什么样叫金属冷加工硬化现象?在工程中,有时需用对钢件进行冷加工,如锻打、压延、弯曲、冲压等。
当冷加工产生塑性变形时,不但其外形发生了变化,其内部的晶粒形状也会发生变化,晶粒沿受力方向被拉长。
冷加工塑性变形较大时,还会产生较大内应力。
这种现象称为冷加工硬化。
利用冷加工硬化对钢材使用强度的提高是有限的,而冷加工硬化引起的塑性降低及残存的内应力则是有害的。
钢的热处理基本工艺有:退火、正火、淬火和回火。
1.退火——加热到一定温度,经保温后随炉冷却。
2.正火——加热到一定温度,经保温后在空气中冷却。
3.淬火——加热到临界温度以上的某一温度,经保温后以快速冷却(即大于临界冷却速度)。
4.回火——将淬火后的工件重新加热到临界点以下的某一温度,经长时期保温后缓慢冷却。
可分为:⏹①低温回火(150~250℃)目的是消除和降低淬火钢的内应力及脆性,提高韧性,使零件具有较高的硬度(58~64HRC)。
⏹主要用于各种工、量、模具及滚动轴承等,如用T12钢制造的锯条、锉刀等,一般都采用淬火后低温回火。
⏹②中温回火(350~500℃)中温回火后工件的硬度有所降低,但可使钢获得较高的弹性极限和强度(35~45HRC)。
主要用于各种弹簧的热处理。
⏹③高温回火(500~650℃)通常将钢件淬火后加高温回火,称为调质处理。
经调质处理后的零件,既具有一定的强度、硬度,又具有一定的塑性和韧性,即综合力学性能较好(25~35HRC)。
主要用于轴、齿轮、连杆等重要结构零件。
如各类轴、齿轮、连杆等采用中碳钢制造,经淬火+高温回火后,即可达到使用性能的要求。
⏹一般随着回火温度的升高,钢的强度和硬度下降,而塑性韧性上升。
型(芯)砂——芯砂的性能要求比普通型砂的综合性能要高。
1)分型面的确定分型面是指上、下砂型的接触表面。
2)分型面确定的原则:⏹①分型面应选择在模样的最大截面处;⏹②应使铸件上的重要加工面朝下或处于垂直位置;⏹③应使铸件的全部或大部分在同一砂箱内,以减少错箱和提高铸件精度。
典型浇注系统一般包括:外浇口、直浇道、横浇道和内浇道等冒口:主要起补缩作用。
同时还兼有排气、浮渣及观察金属液体的流动情况等。
一般安放在壁厚顶部。
四、熔炼设备⏹铸铁——冲天炉;⏹铸钢——电弧炉;⏹有色金属——坩埚炉。
离心铸造是在离心力的作用下,所以组织致密,无缩孔、气孔、渣眼等缺陷,因此力学性能较好。
铸造空心旋转体铸件不需要型芯和浇注系统,铸件不需要冒口补缩,省工省料、生产率高、质量好、成本低。
常用的钢材热处理方法一.淬火将钢件加热到临界温度以上40~60℃,保温一定时间,急剧冷却的热处理方法,称为淬火。
常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。
淬火的加温温度、冷却介质的热处理规范,见表<常用钢的热处理规范>.淬火的目的是:使钢件获得高的硬度和耐磨性,通过淬火钢件的硬度一般可达HRC60~65,但淬火后钢件内部产生了内应力,使钢件变脆,因此,要经过回火处理加以消除。
钢件的淬火处理,在[wiki]机械[/wiki]制造过程中应用比较普遍,它常用的方法有:1.单液淬火:将钢件加热到淬火温度,经保温一定时间后,在一种冷却液中冷却,这种热处理方法,称为单液淬火。
它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢,工件直径或厚度大于5~8mm的碳素钢,选用盐水或水中冷却;合金钢选用油冷却。
在单液淬火中,水冷容易发生变形和裂纹;油冷容易产生硬度不够或不均的现象。
2.双液淬火:将钢件加热到淬火温度,经保温后,先在水中快速冷却至300~400℃,在移入油中冷却,这种处理方法,称为双液淬火。
形状复杂的钢件,常采用此方法。
它既能保证钢件的硬度,又能防止变形和裂纹。
缺点是操作难度大,不易掌握。
3.火焰表面淬火:用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面,并使其加热到淬火温度,然后立即用水向工件表面喷射,这种处理方法,称为火焰表面淬火。
它适用于单件生产、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的钢件,缺点是操作难度大。
4.表面感应淬火:将钢件放人感应器内,在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场,钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流,使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度,立即把水喷射到钢件表面。
这种热处理方法,称为表面感应淬火。
经表面感应淬火的零件,表面硬而耐磨,而内部有较好的强度和韧性。
这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。
表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同,可分为高频、中频和工频淬火三种。
高频淬火电流频率为100~150kHz,淬硬层深1~3mm,它适用于齿轮、花键轴、活塞和其它小型零件的淬火;中频淬火电流频率为500~10000Hz,淬硬层深3—10mm,它适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等;工频淬火电流频率为50Hz,淬硬层一般大于10mm,适用于直径在300mm以上的大型零件的淬火,如冷轧辊等。
钢的热处理工艺方式
钢的热处理工艺方式有多种,通常根据钢材的用途和要求来选择合适的热处理工艺。
以下是几种常见的钢的热处理工艺方式:
1. 淬火(Quenching):将高温加热后的钢材迅速冷却,使其组织转变为马氏体或贝氏体,从而增加钢材的硬度和强度。
2. 回火(Tempering):在淬火后,将钢材重新加热至一定温度,然后冷却至室温,通过调整回火温度和时间,可以使钢材的硬度和强度适度下降,同时还能提高钢材的韧性。
3. 规定化处理(Normalizing):将高温加热后的钢材在空气中冷却,使其组织均匀化,消除内部应力,提高钢材的韧性和延展性。
4. 淬火与回火组合(Quenching and Tempering):首先进行淬火使钢材达到一定的硬度和强度,然后进行回火处理以提高钢材的韧性,同时保持较高的强度。
5. 固溶处理(Solution Treatment):将钢材加热至足够高的温度后快速冷却,使固溶体内的溶质均匀溶解,从而改善钢材的塑性和加工性能。
6. 淬火回火组合与固溶处理相结合:根据具体需求,可以将淬火回火组合和固溶处理相结合,以综合提高钢材的硬度、韧性和耐蚀性等性能。
上述的热处理工艺方式只是钢材热处理中的一部分,不同钢材和具体要求还可以采用其他的热处理工艺方式,如时效处理、退火处理等。
热处理的选择和控制对于钢材的性能和质量有着重要的影响,需要根据具体情况进行调整和优化。