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永利国际012Al如何调质热处理

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  展开全部淬火、回火规范 淬火温度1090℃~1110℃,油冷淬火,回火温度510℃~530℃,硬度60~62hrc

  展开全部淬火工艺是将钢加热到AC3或AC1点以上某一温度,保持一定时间,然后以适当速度冷却获得马氏体和(或)贝氏体组织的热处理工艺。

  淬火的目的是提高硬度、强度、耐磨性以满足零件的使用性能。淬火工艺应用最为广泛,如工具、量具、模具、轴承、弹簧和汽车、拖拉机、柴油机、切削加工机床、气动工具、钻探机械、农机具、石油机械、化工机械、纺织机械、飞机等零件都在使用淬火工艺。

  淬火加热温度根据钢的成分、组织和不同的性能要求来确定。亚共析钢是AC3+(30~50℃);共析钢和过共析钢是AC1+(30~50℃)。

  亚共析钢淬火加热温度若选用低于AC3的温度,则此时钢尚未完全奥氏体化,存在有部分未转变的铁素体,淬火后铁素体仍保留在淬火组织中。铁素体的硬度较低,从而使淬火后的硬度达不到要求,同时也会影响其他力学性能。若将亚共析钢加热到远高于AC3温度淬火,则奥氏体晶粒回显著粗大,而破坏淬火后的性能。所以亚共析钢淬火加热温度选用AC3+(30~50℃),这样既保证充分奥氏体化,又保持奥氏体晶粒的细小。

  过共析钢的淬火加热温度一般推荐为AC1+(30~50℃)。在实际生产中还根据情况适当提高20℃左右。在此温度范围内加热,其组织为细小晶粒的奥氏体和部分细小均匀分布的未溶碳化物。淬火后除极少数残余奥氏体外,其组织为片状马氏体基体上均匀分布的细小的碳化物质点。这样的组织硬度高、耐磨性号,并且脆性相对较少。

  过共析钢的淬火加热温度不能低于AC1,因为此时钢材尚未奥氏体化。若加热到略高于AC1温度时,珠光体完全转变承奥氏体,并又少量的渗碳体溶入奥氏体。此时奥氏体晶粒细小,且其碳的质量分数已稍高与共析成分。如果继续升高温度,则二次渗碳体不断溶入奥氏体,致使奥氏体晶粒不断长大,其碳浓度不断升高,会导致淬火变形倾向增大、淬火组织显微裂纹增多及脆性增大。同时由于奥氏体含碳量过高,使淬火后残余奥氏体数量增多,降低工件的硬度和耐磨性。因此过共析钢的淬火加热温度高于AC1太多是不合适的,加热到完全奥氏体化的ACm或以上温度就更不合适。

  在生产实践中选择工件的淬火加热温度时,除了遵守上述一般原则外,还要考虑工件的化学成分、技术要求、尺寸形状、原始组织以及加热设备、冷却介质等诸多因素的影响,对加热温度予以适当调整。如合金钢零件,通常取上限,对于形状复杂零件取下限。

  强韧化新工艺选用的淬火加热温度与常用淬火温度有所区别。如亚温淬火是亚共析钢在略低于AC3的温度奥氏体化后淬火,这样可提高韧性,降低脆性转折温度,并可消除回火脆性。如45、40Cr、60Si2等材料制成的工件亚温淬火加热温度为AC3-(5~10℃)。

  采用高温淬火可获得较多的板条状马氏体或使全部板条马氏体提高强度和韧性。如16Mn钢在940℃淬火,5CrMnMo钢在890℃淬火,20CrMnMo钢在920℃淬火,效果较好。

  高碳钢低温、快速、短时加热淬火,适当降低高碳钢的淬火加热温度,或采用快速加热及缩短保温时间的办法,可减少奥氏体的碳含量,提高钢的韧性。

  为了使工件内外各部分均完成组织转变、碳化物溶解及奥氏体的成分均匀化,就必须在淬火加热温度保温一定时间,既保温时间。

  工件进行淬火冷却所使用的介质称为淬火冷却介质(或淬火介质)。理想的淬火介质应具备的条件是使工件既能淬成马氏体,又不致引起太大的淬火应力。这就要求在C曲线的“鼻子”以上温度缓冷,以减小急冷所产生的热应力;在“鼻子”处冷却速度要大于临界冷却速度,以保证过冷奥氏体不发生非马氏体转变;在“鼻子”下方,特别使Ms点一下温度时,冷却速度应尽量小,以减小组织转变的应力。

  水是冷却能力较强的淬火介质。来源广、价格低、成分稳定不易变质。缺点是在C曲线℃左右),水处于蒸汽膜阶段,冷却不够快,会形成“软点”;而在马氏体转变温度区(300~100℃),水处于沸腾阶段,冷却太快,易使马氏体转变速度过快而产生很大的内应力,致使工件变形甚至开裂。当水温升高,水中含有较多气体或水中混入不溶杂质(如油、肥皂、泥浆等),均会显著降低其冷却能力。因此水适用于截面尺寸不大、形状简单的碳素钢工件的淬火冷却。

  在水中加入适量的食盐和碱,使高温工件浸入该冷却介质后,在蒸汽膜阶段析出盐和碱的晶体并立即爆裂,将蒸汽膜破坏,工件表面的氧化皮也被炸碎,这样可以提高介质在高温区的冷却能力。其缺点是介质的腐蚀性大。一般情况下,盐水的浓度为10%,苛性钠水溶液的浓度为10%~15%。可用作碳钢及低合金结构钢工件的淬火介质,使用温度不应超过60℃,淬火后应及时清洗并进行防锈处理。

  冷却介质一般采用矿物质油(矿物油)。如机油、变压器油和柴油等。机油一般采用10号、20号、30号机油,油的号越大,黏度越大,闪点越高,冷却能力越低,使用温度相应提高。

  高速淬火油是在高温区冷却速度得到提高的淬火油。获得高速淬火油的基本途径有两种,一种是选取不同类型和不同黏度的矿物油,以适当的配比相互混合,通过提高特性温度来提高高温区冷却能力;另一种是在普通淬火油中加入添加剂,在油中形成粉灰状浮游物。添加剂游磺酸的钡盐、钠盐、钙盐以及磷酸盐、硬脂酸盐等。生产实践表明,高速淬火油在过冷奥氏体不稳定区冷却速度明显高于普通淬火油,而在低温马氏体转变区冷速与普通淬火油相接近。这样既可得到较高的淬透性和淬硬性,又大大减少了变形,适用于形状复杂的合金钢工件的淬火。

  光亮淬火油能使工件在淬火后保持光亮表面。在矿物油中加入不同性质的高分子添加物,可获得不同冷却速度的光亮淬火油。这些添加物的主要成分是光亮剂,其作用是将不溶解于油的老化产物悬浮起来,防止在工件上积聚和沉淀。另外,光亮淬火油添加剂中还含有抗氧化剂、表面活性剂和催冷剂等。

  真空淬火油是用于真空热处理淬火的冷却介质。真空淬火油必须具备低的饱和蒸汽压,较高而稳定的冷却能力以及良好的光亮性和热稳定性,否则会影响真空热处理的效果。

  聚乙烯醇常用质量分数为0.1%~0.3%之间的水溶液,共冷却能力介于水和油之间。当工件淬入该溶液时,工件表面形成一层蒸汽膜和一层凝胶薄膜,两层膜使加热工件冷却。进入沸腾阶段后,薄膜破裂,工件冷却加快,当达到低温时,聚乙烯醇凝胶膜复又形成,工件冷却速度又下降,所以这种溶液在高、低温区冷却能力低,在中温区冷却能力高,有良好的冷却特性。

  三硝水溶液由25%硝酸钠+20%亚硝酸钠+20%硝酸钾+35%水组成。在高温(650~500℃)时由于盐晶体析出,破还蒸汽膜形成,冷却能力接近于水。在低温(300~200℃)时由于浓度极高,流动性差,冷却能力接近于油,故其可代替水-油双介质淬火。

  生产实践中应用最广泛的淬火分类是以冷却方式的不同划分的。主要有单液淬火、双液淬火、分级淬火和等温淬火等。

  是将奥氏体化工件浸入某一种淬火介质种,一直冷却到室温的淬火操作方法。单液淬火介质有水、盐水、碱水、油及专门配制的淬火剂等。一般情况下碳素钢淬火,合金钢淬油。

  单液淬火操作简单,有利于实现机械化和自动化。其缺点是冷速受介质冷却特性的限制而影响淬火质量。单液淬火对碳素钢而言只适用于形状较简单的工件。

  是将奥氏体化工件先浸入一种冷却能力强的介质,在钢件还未达到该淬火介质温度之间即取出,马上浸入另一种冷却能力弱的介质中冷却,如先水后油、先水后空气等。双液淬火减少变形和开裂倾向,操作不好掌握,在应用方面有一定的局限性。

  是将奥氏体化工件先浸入温度稍高或稍低于钢的马氏体点的液态介质(盐浴或碱浴)中,保持适当的时间,待钢件的内、外层都达到介质温度后取出空冷,以获得马氏体组织的淬火工艺,也称分级淬火。

  分级淬火由于在分级温度停留到工件内外温度一致后空冷,所以能有效地减少相变应力和热应力,减少淬火变形和开裂倾向。分级淬火适用于对于变形要求高的合金钢和高合金钢工件,也可用于截面尺寸不大、形状复杂地碳素钢工件。

  是将钢件奥氏体化,使之快冷到贝氏体转变温度区间(260~400℃)等温保持,使奥氏体转变为贝氏体的淬火工艺,有时也叫等温淬火。一般保温时间为30~60min。

  将工件急冷至Ms以下获得10%~20%马氏体,然后在下贝氏体温度区等温。这种冷却方法可使较大截面地工件获得组织M+B组织。预淬时形成的马氏体可促进贝氏体转变,在等温时又使马氏体回火。复合淬火用于合金工具钢工件,可避免第一类回火脆性,减少残余奥氏体量即变形开裂倾向。

  工作时,基体有一定的强度和抗冲击能力(齿数为16,与自行车飞轮相比,基体大小相似,强度和抗冲击能力较小),齿面耐磨性好。

  金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度,并在此温度中保持一定时间后,又以不同速度冷却的一种工艺方法。

  金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。

  为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。

  在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770~前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜 铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。

  公元前六世纪,钢铁兵器逐渐被采用,为了提高钢的硬度,淬火工艺遂得到迅速发展。中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟,其显微组织中都有马氏体存在,说明是经过淬火的。

  随着淬火技术的发展,人们逐渐发现冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀,相传是派人到成都取水淬火的。这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了,同时也注意了油和尿的冷却能力。中国出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%,而表面含碳量却达0.6%以上,说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密,不肯外传,因而发展很慢。

  1863年,英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织,证明了钢在加热和冷却时,内部会发生组织改变,钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论,以及英国人奥斯汀最早制定的铁碳相图,为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时,人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法,以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。

  1850~1880年,对于应用各种气体(如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。

  二十世纪以来,金属物理的发展和其它新技术的移植应用,使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901~1925年,在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳 ;30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控,以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法;60年代,热处理技术运用了等离子场的作用,发展了离子渗氮、渗碳工艺;激光、电子束技术的应用,又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

  热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。

  加热是热处理的重要步骤之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。

  金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。

  加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度 ,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得需要的组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致,使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间或保温时间很短,而化学热处理的保温时间往往较长。

  冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

  金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。

  的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。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。

  退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

  淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。

  “四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺 。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。

  表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法,有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。

  化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理与表面热处理不同之处是后者改变了工件表层的化学成分。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。渗入元素后,有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理的主要方法有渗碳、渗氮、渗金属、复合渗等。

  热处理是机械零件和工模具制造过程中的重要工序之一。大体来说,它可以保证和提高工件的各种性能 ,如耐磨、耐腐蚀等。还可以改善毛坯的组织和应力状态,以利于进行各种冷、热加工。

  例如白口铸铁经过长时间退火处理可以获得可锻铸铁,提高塑性 ;齿轮采用正确的热处理工艺,使用寿命可以比不经热处理的齿轮成倍或几十倍地提高;另外,价廉的碳钢通过渗入某些合金元素就具有某些价昂的合金钢性能,可以代替某些耐热钢、不锈钢;工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。

  钢是以铁、碳为主要成分的合金,它的含碳量一般小于2.11% 。钢是经济建设中极为重要的金属材料。钢按化学成分分为碳素钢(简称碳钢)与合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼获得的合金,除铁、碳为其主要成分外,还含有少量的锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢具有一定的机械性能,又有良好的工艺性能,且价格低廉。因此,碳钢获得了广泛的应用。但随着现代工业与科学技术的迅速发展,碳钢的性能已不能完全满足需要,于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上,有目的地加入某些元素(称为合金元素)而得到的多元合金。与碳钢比,合金钢的性能有显著的提高,故应用日益广泛。

  由于钢材品种繁多,为了便于生产、保管、选用与研究,必须对钢材加以分类。按钢材的用途、化学成分、质量的不同,可将钢分为许多类:

  (1).用作各种机器零件的钢。它包括渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。

  (2).用作工程结构的钢。它包括碳素钢中的甲、乙、特类钢及普通低合金钢。

  2.工具钢:用来制造各种工具的钢。根据工具用途不同可分为刃具钢、模具钢与量具钢。

  3.特殊性能钢:是具有特殊物理化学性能的钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。

  碳素钢:按含碳量又可分为低碳钢(含碳量≤0.25%);中碳钢(0.25%<含碳量<0.6%);高碳钢(含碳量≥0.6%)。

  合金钢:按合金元素含量又可分为低合金钢(合金元素总含量≤5%);中合金钢(合金元素总含量=5%--10%);高合金钢(合金元素总含量>10%)。此外,根据钢中所含主要合金元素种类不同,也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。

  按钢材中有害杂质磷、硫的含量可分为普通钢(含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%;或磷、硫含量均≤0.050%);优质钢(磷、硫含量含硫量≤0.030%)。

  钢厂在给钢的产品命名时,往往将用途、成分、质量这三种分类方法结合起来。如将钢称为普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。均≤0.040%);高级优质钢(含磷量≤0.035%、