金屬熱處理
過熱現(xiàn)象
一、過熱現(xiàn)象我們知道熱處理過程中加熱過熱較易導致奧氏體晶粒的粗大,使零件的機械性能下降。
1.一般過熱:加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長,引起奧氏體晶粒粗化稱為過熱。粗大的奧氏體晶粒會導致鋼的強韌性降低,脆性轉(zhuǎn)變溫度升高,增加淬火時的變形開裂傾向。而導致過熱的原因是爐溫儀表失控或混料(常為不懂工藝發(fā)生的)。過熱籌備可經(jīng)退火、正火或多次高溫回火后,在正常情況下重新奧氏化使晶粒細化。
2.斷口遺傳:有過熱籌備的鋼材,重新加熱淬火后,雖能使奧氏體晶粒細化,但有時仍出現(xiàn)粗大顆粒狀斷口。產(chǎn)生斷口遺傳的理論爭議較多,一般認為曾因加熱溫度過高而使MnS之類的雜物溶入奧氏體并富集于晶接口,而冷卻時這些夾雜物又會沿晶接口析出,受沖擊時易沿粗大奧氏體晶界斷裂。
3.粗大籌備的遺傳:有粗大馬氏體、貝氏體、魏氏體籌備的鋼件重新奧氏化時,以慢速加熱到常規(guī)的淬火溫度,甚至再低一些,其奧氏體晶粒仍然是粗大的,這種現(xiàn)象稱為籌備遺傳性。要清理粗大籌備的遺傳性,可采用中間退火或多次高溫回火處理。
二、過燒現(xiàn)象 加熱溫度過高,不僅引起奧氏體晶粒粗大,而且晶界局部出現(xiàn)氧化或熔化,導致晶界弱化,稱為過燒。鋼過燒后性能嚴重惡化,淬火時形成龜裂。過燒籌備無法恢復,只能報廢。因此在工作中要避免過燒的發(fā)生。
三、脫碳和氧化 鋼在加熱時,表層的碳與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應,降低了表層碳濃度稱為脫碳,脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強度及耐磨性降低,而且表面形成殘余拉應力易形成表面網(wǎng)狀裂紋。 加熱時,鋼表層的鐵及合金與元素與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應生成氧化物膜的現(xiàn)象稱為氧化。高溫(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度惡化,具有氧化膜的淬透性差的鋼件易出現(xiàn)淬火軟點。 為了防止氧化和減少脫碳的措施有:工件表面涂料,用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴爐加熱、采用保護氣氛加熱(如凈化后的惰性氣體、控制爐內(nèi)碳勢)、火焰燃燒爐(使爐氣呈還原性) 四、氫脆現(xiàn)象 高度度鋼在富氫氣氛中加熱時出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆。出現(xiàn)氫脆的工件通過除氫處理(如回火、時效等)也能清理氫脆,采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。
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退火
1.完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結晶退火,一般簡稱為退火,這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄,鍛件及熱軋型材,有時也用于焊接結構。一般常作為一些不重工件的較終熱處理,或作為某些工件的預先熱處理。
2.球化退火
球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具,量具,模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并為以后淬火作好準備。
3.去應力退火
去應力退火又稱低溫退火(或高溫回火),這種退火主要用來清理鑄件,鍛件,焊接件,熱軋件,冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予清理,將會引起鋼件在一定時間以后,或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。淬火
淬火時,較常用的冷卻介質(zhì)是鹽水,水和油。鹽水淬火的工件,容易得到高的硬度和光潔的表面,不容易產(chǎn)生淬不硬的軟點,但卻易使工件變形嚴重,甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性比非常大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火;鼗
1.降低脆性,清理或減少內(nèi)應力,鋼件淬火后存在很大內(nèi)應力和脆性,如不及時回火往往會使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。
2.獲得工件所要求的機械性能,工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大,為了滿足各種工件的不同性能的要求,可以通過適當回火的配合來調(diào)整硬度,減小脆性,得到所需要的韌性,塑性。
3.穩(wěn)定工件尺寸
4.對于退火難以軟化的某些合金鋼,在淬火(或正火)后常采用高溫回火,使鋼中碳化物適當聚集,將硬度降低,以利切削加工。爐型的選擇
爐型應依據(jù)不同的工藝要求及工件的類型來決定
1.對于不能成批定型生產(chǎn)的,工件大小不相等的,種類較多的,要求工藝上具有通用性、多用性的,可選用箱式爐。
2.加熱長軸類及長的絲桿,管子等工件時,可選用深井式電爐。
3.小批量的滲碳零件,可選用井式氣體滲碳爐。
4.對于大批量的汽車、拖拉機齒輪等零件的生產(chǎn)可選連續(xù)式滲碳生產(chǎn)線或箱式多用爐。
5.對沖壓件板材坯料的加熱大批量生產(chǎn)時,較好選用滾動爐,輥底爐。
6.對成批的定型零件,生產(chǎn)上可選用推桿式或傳送帶式電阻爐(推桿爐或鑄帶爐)
7.小型機械零件如:螺釘,螺母等可選用振底式爐或網(wǎng)帶式爐。
8.鋼球及滾柱熱處理可選用內(nèi)螺旋的回轉(zhuǎn)管爐。
9.有色金屬錠坯在大批量生產(chǎn)時可用推桿式爐,而對有色金屬小零件及材料可用空氣循環(huán)加熱爐。加熱缺點及控制
以上是金屬熱處理的基本要點,希望對大家有幫助。
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