正火和退火的应用实例
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逻辑与科学技术逻辑就是事情的因果规律,逻辑学就是关于思维规律的学说。
这是对逻辑和逻辑学比较经典的定义。
我认为对逻辑学的经典定义是不太科学的,是因为这个定义强调了“思维规律”而不是思维原则。
逻辑的重点是原则,即自然规律所决定的原则,也就是说脱离自然规律的思维是没有逻辑的。
但是这个经典的逻辑学定义显然将思维规律放到了主要位置上,为人为编造“逻辑”提供了一道后门。
下面我来简单分析研究一下逻辑的定义问题:逻辑是事物产生和变化的必然的因果关系,具体有对立关系和层次关系。
对立关系就是指是非关系,也就是非此及彼的关系。
如正确与错误、高与低、前与后等等这是一种必然的对立关系;层次关系就是具有数和量上区别的关系。
无论什么逻辑关系在宏观上无法确认时都必须进入微观才能通过测定而有效的下判断,因而逻辑关系的判断往往决定于现时代的科学技术水平。
也就是说逻辑的判断实际上是依赖科学技术的,科学技术的有限性也决定了逻辑判断的有限性。
由于科学技术的有限性造成了微观上的观测不稳定和不确定,不少人就忘记了逻辑的确定性和必然性是基本物质属性决定的而否定了事物产生和变化的必然性,于是就发明了“不稳定性”、“不确定性”原理。
说好听点叫做“发明”,本质上就是人为编造了这些滑稽的“原理”来掩盖自身的观测判断能力。
地球上人类身边的事物没有正确认识的可以说遍地都是,微观世界、宏观世界人类不认识的事物就更多了,如果我们不一步一个脚印按照自然规律决定的原则——逻辑进行研究,必然引入大量的“人造”内容参与,越到后面我们无法解释的自然现象也必然越多,这样的科学研究显然是一种失败。
承认人类自身对自然的观测能力有限是明智的,不想承认这个事实是自以为聪明的弱智。
只有承认自己的科学技术有限才能想方设法发展自己的科学技术深入研究大自然,无论什么层次,自然规律都决定了必然性的逻辑关系,所谓“相对关系”是与人类有限的观测能力——科学技术伴生的。
逻辑的必然性决定了科学技术的发展,科学技术的发展决定了人类的逻辑判断能力,但是科学技术的发展改变不了逻辑的必然性。
热处理工艺是一种利用加热和冷却的方式来改变金属材料的微观组织结构,以改善其力学性能、物理性能和化学性能的金属加工工艺。
热处理工艺广泛应用于冶金工业、机械制造业、汽车工业、航空航天、兵器制造等诸多领域,具体应用主要包括以下几个方面:退火:目的:降低材料硬度,改善切削性能;消除加工应力,防止工件变形;细化晶粒,改善组织结构,均匀材料的化学成分。
应用实例:钢铁制品在锻造、焊接或冷成型后进行退火,以消除内应力,恢复材料的塑性和韧性。
正火:目的:细化晶粒,均匀组织,改善切削性能,调整硬度,为后续淬火做好组织准备。
应用实例:对于低碳钢,正火可替代完全退火,提高强度和硬度。
淬火:目的:通过快速冷却硬化材料,提高硬度和耐磨性,获得马氏体或贝氏体等高强度组织。
应用实例:工具钢、轴承钢、弹簧钢等在制造刀具、模具、轴承部件时,进行淬火以获得所需的高硬度和强度。
回火:目的:调整淬火后的硬度,提高韧性,稳定尺寸,消除内应力。
应用实例:淬火后的工件再进行不同温度下的回火处理,以获得所需的综合力学性能。
调质处理:目的:综合提高材料的韧性和强度,改善材料的整体性能。
应用实例:主要用于结构钢的制作,如汽车零部件、机械设备的重要承载件等。
渗碳、渗氮、渗金属:目的:在工件表面形成一层高硬度、耐磨损、耐腐蚀的化合物层,提高表面性能。
应用实例:在齿轮、轴类零件表面进行渗碳处理以提高表面硬度和耐磨性,而在飞机发动机部件上进行渗氮处理以增强疲劳强度和耐高温氧化性能。
时效处理:目的:析出并固化合金元素,提高材料的强度和硬度,稳定尺寸。
应用实例:铝合金、镁合金等轻金属材料在成型后进行自然时效或人工时效处理,以获得较高的机械性能。
总之,热处理工艺在现代工业生产中不可或缺,它可以显著提升金属材料的各种性能,使之更好地适应各种复杂的工程应用需求。
退火:把钢加热到临界点Ac1以上或以下的一定温度,保温一段时间,随后在炉中或埋入炉中或导热性较差的介质中,使其缓慢冷却以获得接近平衡状态的稳定的组织。
正火:将钢加热到Ac3或Accm以上30-50℃,适当保温后,从炉中取出在静止的空气中冷却至室温。
回火:将淬火后的钢加热到Ac1线以下的某一温度,在该温度下保温一定时间(2-4小时),然后取出在空气或油中冷却。
淬火:将钢加热到Ac3或Ac1线以上30-50℃,保温一定时间后,在水或油中快速冷却,以获得马氏体组织。
正火对焊材的影响:
例:J507经过正火后抗拉强度会下降(50-70MPa),因此会造成焊缝的强度降低,因此对于要经过高温正火的焊缝,要考虑是否用强度较高和韧性好的焊材代替。
J507可用J607或J607NI代替。
(3) 各类不銹钢焊接后热处理:
不锈钢之所以不锈,是因为铬元素,以往发现铬含量必须具有12%以上,才能形成密积的表面氧化膜而达到防蚀保护的作用,所以任何不钢钢的热处理必须考虑到对铬之成份有无造成任何变化。
不銹钢内所含之铬元素,经焊接之后,在高温区域(热影响区)往往会扩散析出与碳结合成碳化铬,而造成局部之铬成份减少,无法形成保护膜,而穿孔等腐蚀情形经常在这些热影响区中发生,為补救这种情形业者经常在焊接完后,将物件以热处理,其作用為使其他区域之铬元素扩散到此铬缺少区域,以达到保护作用。
退火:将钢加热到一定温度后炉冷处理正火:将钢加热到一定温度后空冷处理淬火:将钢加热到一定温度后水冷或油冷处理回火:将淬火过的钢重新加热到一个温度冷却1. 钢的退火钢的退火是把钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得接近平衡组的热处理工艺。
退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。
退火的目的在于:①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。
②软化工件以便进行切削加工。
③细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。
④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备。
常用的退火工艺有:①完全退火。
用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。
将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。
②球化退火。
用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。
将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。
③等温退火。
用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行切削加工。
一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低。
④再结晶退火。
用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。
加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150℃,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。
⑤石墨化退火。
用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。
工艺操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷却,使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥扩散退火。
用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能。
方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。
退火、正火和回火时的组织转变、性能变化及实际应用一、退火时的组织转变、性能变化及实际应用1、扩散退火是为了消除化学成分的不均匀,改善组织。
扩散退火是一种加热温度高、保温时间长的热处理方法。
其生产效率低,热能消耗大,工件氧化及脱碳也很严重,以致金属损失大。
故只有在必要时才使用,一般只用于高合金钢铸锭和大型铸件。
2、完全退火在加热过程中,使钢的组织全部转变的奥氏体,在冷却过程中,奥氏体转变为细小而均匀的平衡组织,从而降低钢的强度,细化晶粒,充分消除内应力。
完全退火主要用于亚共析钢,过共析钢不宜采用完全退火。
由于完全退火工艺往往需要很长时间,生产中多采用等温退火来代替完全退火。
3、球化退火是使钢获得球状组织的工艺方法。
所谓球状组织是指呈球状小颗粒的渗碳体,均匀地分布在铁素体基体中的混合物。
在球化退火前,若钢的原始组织中有明显网状渗碳体时,应先进行正火处理。
球化退火后的性能和应用范围见初级部分。
4、去应力退火详见初级部分。
二、正火时的组织转变、性能变化及实际应用详见初级部分。
三、回火时的组织转变、性能变化及实际应用1、低温回火(<250℃)低温回火得到的组织是回火马氏体,其性能是:具有高的硬度(HRC58~64)和高的耐磨性,和一定的韧性。
主要用于刀具、量具、拉丝模以及其它要求硬而耐磨的零件。
2、中温回火(250℃~500℃)中温回火得到的组织是回火托氏体,其性能是:具有高的弹性极限、屈服点和适当的韧性,硬度可达HRC40~50。
主要用于弹性零件及热锻模等。
3、高温回火(>500℃)高温回火得到的组织是回火索氏体,具有良好的综合力学性能(足够的强度与高韧性相配合),硬度达HRC25~40。
生产中常把淬火及高温回火的复合热处理工艺称为“调质”。
调质处理广泛用于受力构件,如螺栓、连杆、齿轮、曲轴等零件。
调质与正火相比较,不仅强度较高,而且塑性和韧性远高于正火钢,这是由于调质钢的组织是回火索氏体。
因此,重要零件应采用调质。
退火、正火、淬cuì火和回火钢材的热处理:工业四火,它们是:退火、正火、淬火[ cuì huǒ ]、回火今天我们就来谈谈它们的区别退火就是将金属缓慢加热到一定温度保温一段时间然后缓慢的冷却到室温想一想你煮了碗面但是太烫了所以你要把它放一边让它冷一冷再吃退火就是这个道理正火就是将金属加热到临界温度以上30-50℃保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺听起来只不过正火的冷却速度稍快生产周期短因为正火是这样降温的↓↓↓往往能更快吃到面也就是能更快的得到产品所以退火与正火同样能达到零件性能要求时尽可能选用正火如果说退火和正火是亲兄弟那淬火和回火就是不离不弃的好伙伴了淬火就是将金属加热到临界点以上这个时候金属内部的结构和状态就会发生变化—奥氏体化我们需要保温一定的时间来让金属进行这种变化然后以大于临界冷却速度冷却以得到介稳态马氏体组织或下贝氏体组织这个快速冷却的方法通常是这样的淬火后就得到了马氏体组织但是这个组织状态内部结构极其不平衡虽然硬度高但塑性、韧性差脆性也大因此淬火后的金属不会作为成品出厂毕竟厂家也不傻这种不能进行二次加工的比Iphone 6s 屏幕都脆的金属没人会要所以回火的作用就体现出来了!在金属被淬硬后将其加热到临界温度以下的某一温度保温一段时间让金属内组织能够均匀分配之后再冷却到室温就能得到既有一定的强度、硬度又有一定的塑性、韧性的成品这就是1+1>2的完美例子!说了上面那么多关于退火、正火、淬火、回火的区别,也就差不多了,所以,其实“淬火”和“回火”可以让面也爽脆起来嘛~。
正火和退火的应用实例【产品名称及规格】:螺母,D204X195【材料牌号】:QT500-7A【技术要求】:HB240-270【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:正火【热处理工艺】:860°CX120min,出炉空冷【产品名称及规格】:千分尺弓架 0-25mm、25-50mm、50-75mm【材料牌号】:20#【技术要求】:焊后消除应力【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:去应力退火【热处理工艺】:随炉升温,温度300℃,保温时间3h,出炉空冷。
【备注】:使用30KW高频进行弓架焊接搭子,焊接剂为脱水硼砂,焊片为105焊接铜片,必须焊后当班进行去应力处理。
【产品名称及规格】:转向器转向螺杆 D35X244【材料牌号】:20CrMnTi【技术要求】:HB156~207 晶粒度5~8级【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:正火【热处理工艺】:950°CX90min 出炉摊放。
空冷【备注】:装炉量200公斤【产品名称及规格】:叶轮毛坯【材料牌号】:QT600-3【技术要求】:HB230~300【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:正火+回火【热处理工艺】:850-950°CX120min 空冷, 550-600°CX120min ,空冷【备注】:装炉量200公斤【产品名称及规格】:齿轮轴冷锻毛坯单重3.332kg【材料牌号】:DSCM419【技术要求】:HB137-187;F+P均布,1~4级;实际晶粒度80%以上6~9级,级差≤4级;无B和M;魏氏组织≤1级;带状组织≤3级【使用设备】:辊底炉【工艺种类】:等温正火【热处理工艺】:930°CX140min +强风风冷7min+600℃保温160min+出炉强风冷却。
空冷【备注】:装炉量单筐350公斤,每35分钟进一炉。
【产品名称及规格】:三级内齿圈Φ238/Φ192×105【材料牌号】:42CrMoA【技术要求】:HB≤269【工艺种类】:正火【热处理工艺】:860℃保温3h 出炉空冷【产品名称及规格】:球铁活塞【材料牌号】:QT700-2【技术要求】:HB250-290【使用设备】:推杆炉【工艺种类】:正火+回火【热处理工艺】:870°CX180min 风冷, 580°CX180min ,空冷船用活塞:【产品名称及规格】:球铁活塞【材料牌号】:QT600-3【技术要求】:HB193~269,残余应力小于70MP【使用设备】:井式炉【工艺种类】:去应力退火【热处理工艺】:580°CX360min ,炉冷小于250度出炉【产品名称及规格】:钢板【材料牌号】:45#【技术要求】:HRC20~25【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:正火【热处理工艺】:860°CX120min,出炉空冷【产品名称及规格】:双联齿毛坯;冷锻工艺中第一次球化退火(整个毛坯冷锻过程中,共需两次退火+一次等温正火)【材料牌号】:DSCM436H【技术要求】:133~163HB;球化率70%以上;脱碳≤0.3mm;【使用设备】:钟罩密封炉【工艺种类】:球化退火【热处理工艺】:730-760℃,24h;300℃以下出炉;N2保护;N2纯度不低于99.9%;排气阶段N2流量全开,排气阀全开;300℃以上排气阀关闭、N2流量越小越好,但要保证炉内正压保持≥50mmH2O【备注】:工件单重1.23kg,装炉量小于4吨,分层装炉,在料筐中央留空间以有利于气体循环。
产品名称及规格】:保持架【材料牌号】:20CrMnTi【技术要求】:HB:187~208【使用设备】:井式炉【工艺种类】:正火【热处理工艺】:900°CX120min,出炉空冷【产品名称及规格】:套管Φ60´6【材料牌号】:18CrNiMo(国外的转化过来)【技术要求】:<260HB【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:退火【热处理工艺】: 900°CX120min,出炉空冷。
【产品名称及规格】:机用直柄绞刀【材料牌号】:9SiCr【技术要求】:柄部硬度30-45HRc【使用设备】:板条形中温盐浴炉【工艺种类】:风冷正火【热处理工艺】:加热温度950℃,保温时间按25s/mm计算(属于快速加热)→从炉中取出风冷→待冷至室温后检测柄部硬度。
【备注】:原柄部处理工艺:加热温度920℃,保温时间按15s/mm计算(属于快速加热)→从炉中取出浸入硝盐分级炉冷却,温度160℃→待工件冷至室温,用热水清洗槽清洗→回火处理,用高温回火炉600℃加热,保温1h→待工件冷至室温,用热水清洗槽清洗→检测柄部硬度。
【说明】:机用绞刀在使用时为40-80转/min,对柄部无强度要求,只要有一定的硬度和淬硬层即可满足其使用性能。
9SiCr机用绞刀柄部用950℃加热,因时间短,奥氏体晶粒度无明显长大倾向,采用风冷,待刃部处理结束后一起用160℃硝盐低温回火炉回火,柄部硬度达到32-33HRc。
此改进工艺大大缩短了生产周期,降低能耗,经济效益显著。
工艺执行十多年来,无不良反映,适用于9SiCr各种规格的机用、手用绞刀。
产品名称及规格】:连杆【材料牌号】:QT700-2【技术要求】230-270HBW【使用设备】:箱式炉、井式炉【工艺种类】:正火、回火【热处理工艺】:870°CX60min,出炉空冷 550-570°CX180min【产品名称及规格】:齿轮坯【材料牌号】:QT700-2【技术要求】240-290HBW【使用设备】:铸链式炉【工艺种类】:正火【热处理工艺】:890°CX30min,出炉空冷【产品名称及规格】:螺母【材料牌号】:ML42CrMo【技术要求】:消除冷拔过程中由于加工硬化产生的应力【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:再结晶退火【热处理工艺】:随炉升温至750°C(2h内),保温3h,随炉冷至500°C,出炉空冷。
【产品名称及规格】:泵用球墨铸铁曲轴【材料牌号】:QT700-2【技术要求】:屈服强度为650MPa以上,冲击韧性为20-40J/cm2,硬度HBW255-285,球化分级不小于4级,Fe3C含量小于5%,磷共晶含量小于2%,珠光体含量大于85%,不允许有网状二次碳化物存在。
【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:正火+回火【热处理工艺】:880-900°C,保温2-3h,空冷;550-600°C,保温2-3h,空冷。
【产品名称及规格】:凸轮轴铸造毛坯单重2.5kg,最大有效直径32mm【材料牌号】:QT-700-2【技术要求】:250-310HB;变形量1.2mm(MAX);P≥95%,F<5%,Fe3C<1%,磷共晶、网状二次碳化物不允许存在,球化率>80%。
【使用设备】:辊底炉【工艺种类】:正火+回火【热处理工艺】:900°CX90min +强风风冷到550℃左右+570℃保温30min+出炉强风冷却。
【备注】:装炉量:含料筐500kg,只允许装两层(主要是为保证变形量),每20分钟进一炉。
抗拉强度:85-105kg/mm2,延伸率%>4%;产品名称及规格】:离心泵叶轮【材料牌号】:ZG2Cr13【技术要求】:消除铸造应力,减小成分偏析,使组织均匀化,便于切削加工,为后续热处理做组织准备。
【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:去应力退火【热处理工艺】:工件在100度以下入炉,以80-120度/小时速度升温至600°C,保温1h,随炉升温至850-870°C,保温1-2h,随炉冷至550°C,出炉空冷。
【产品名称及规格】:GS125初级驱动齿轮坯【材料牌号】:20CrMnTi【技术要求】:金相1~3级,晶粒度5~8级,硬度160~180HBS【使用设备】:75KW井式炉【工艺种类】:齿轮材料(坯件)预备热处理【工艺方法】:将工件装在专用料架(料架共分7层,每层放一块钢板,在钢板上放置一个用不锈扁钢焊制的方框,坯件码放在方框内),930℃保温2.5h后,开启炉盖,行车将料架吊于专用小车上,推(拉)至冷却床上,用长柄铁钩从不同方向将方框(连同齿坯)拉下料架,使坯件散落在冷却床上,再用铁耙将坯件均匀扒开,用风机强风吹冷。
【工艺效果】:金相1~2级,晶粒度5~6级,硬度150~170HBS【产品名称及规格】:摩托车摇臂锻件【材料牌号】:20CrMo【技术要求】:160-210HBS,晶粒度5-8级【使用设备】:井式炉【工艺种类】:正火【热处理工艺】:900度保温1.5H出炉摆开空冷。
【备注】:装量为300KG左右产品名称:冲压件(尺寸为:27.5mmx30mm.)材料牌号:S15C技术要求:120HB以下使用设备:井式退火炉工艺种类:完全退火热处理工艺:900x180min随炉冷至400度以下出炉空冷。
检测结果为:105—115HB.产品名称:高压泵泵体材料牌号:35技术要求:充分消除焊接应力使用设备:井式电阻炉工艺种类:去应力退火热处理工艺:300度以下装炉,升温速度小于56度每小时,加热温度610度左右10度,保温时间按有效厚度每英寸一小时计算,冷却方式为炉冷,冷却速度小于56度每小时,出炉温度300度以下,出炉后冷却方式为空冷。
【产品名称及规格】:螺钉(40mm*250mm)【材料牌号】:18cr2Ni4wA【技术要求】:HB240以下【使用设备】:90kw(井式炉)【工艺种类】:正火加高温回火、【热处理工艺】:900*180min 摆开空冷,650*180min回火(HB230)【备注】:装炉量1000KG左右【产品名称及规格】:圆形锯片毛胚(2.1פ200פ32,2.8פ300פ45,3.2פ450פ45等)【材料牌号】:6542,9341【技术要求】:HB260以下【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:退火(车间一直都叫时效,我看像是退火)【热处理工艺】:760*160min 炉冷【备注】:装炉量为满炉后经车外圆淬火,回火,调平,回火,粗磨,调平,回火,精磨,开齿,镀钛.包装【产品名称及规格】:圆柱料(¤320mm*1000mm)【材料牌号】:Cr12【技术要求】:HB300以下【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:退火【热处理工艺】:860*60min 炉冷760*60min 炉冷至500空冷【产品名称及规格】:稳定器支座【材料牌号】:QT600-3【技术要求】:HB240~280【使用设备】:井式炉【工艺种类】:正火+回火【热处理工艺】:900°CX180min 风冷, 550-600°CX120min ,空冷【备注】:装炉量250公斤【产品名称及规格】:前壳体【材料牌号】:QT400-18【技术要求】:HB160-210【使用设备】:箱式炉【工艺种类】:退火【热处理工艺】:910度保温3H,随炉冷却至600度出炉空冷。