钢材的热处理方法
http://www.weld21.com 2024-04-01 10:11 来源:焊接之家

退火

  1.处理方法:
  将钢件加热到Ac3 +30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度,经透烧和保温后,一般随炉缓慢冷却。
  2.目的:
  ①降低硬度,提高塑性,改善切制加工与压力加工性能;               
  ②细化晶粒,改善力学性能,为下一步工序作准备;
  ③消除热、冷加工所产生的内应力。 
  3.应用:
  ①适用于合金结构钢、碳素工具钢、合金工具钢、高速钢等的锻件、焊接件以及供应状态不合格的原材料;
  ②一般在毛坯状态进行退火。


正火


  1.处理方法:
  将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
  2.目的:
  正火的目的与退火相似。
  3.应用:
  正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳和中碳的碳素结构钢及低合金钢件,也可以作为最后的热处理。对于一般中、高合金钢,空冷可导致完全或局部淬火因此不能作为最后热处理工序。


淬火


  1.处理方法:
  将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一定时间,然后在水、硝盐、油或空气中快速冷却。
  2.目的:
  淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了获得单一均匀的奥氏体组织,以提高其耐蚀性和耐磨性。
  3.应用:
  ①一般均用于ω大于0.30%的碳钢和合金钢;
  ②淬火能充分发挥钢的强度和耐蚀性潜力,但同时会造成很大的内应力,降低钢的塑性和冲击韧度,故需进行回火以得到较好的综合力学性能。


回火


  1.处理方法:
  将淬火后的钢件重新加热到Ac,以下某一温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。
  2.目的:
  ①降低或消除淬火后的内应力,减少工件的变形和开裂;
  ②调整硬度,提高塑性和韧性,获得工作所要求的力学性能;
  ③稳定工件尺寸。
  3.应用:
  ①保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在保持一定韧性的条件下提高弹性和屈服强度时用中温回火;以保持高的冲击韧度和塑性为主,又有足够强度时用高温回火。公众号《机械工程文萃》,工程师的加油站!
  ②一般钢尽量避免在230~280℃,不锈钢在400~450℃之间回火,因这时会产生一次回火脆性。


调制


  1.处理方法:
  淬火后高温回火称为调质,即钢件加热到比淬火时高10~20℃的温度,保温后进行淬火,然后在400~720℃的温度下进行回火。
  2.目的:
  ①改善切削加工性能,提高加工表面光洁程度;
  ②减小淬火时的变形和开裂;
  ③获得良好的综合力学性能。
  3.应用:
  ①适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢;
  ②不仅可以作为各种较为重要的结构件的最后热处理,而且还可作为某些精密件,如丝杠的预先热处理,以减小变形。


时效


  1.处理方法:
  将钢件加热到80~200℃,保温5~20h或更长一些时间,然后取出在空气中冷却。
  2.目的:
  ①稳定钢件淬火后的组织,减小存放或使用期间的变形;
  ②减轻淬火以及磨削加工后的内应力,稳定形状和尺寸。
  3.应用:
  ①适用于经淬火后的各钢种;
  ②常用于要求形状不再发生变形的精密工作,如精密丝杠、测量工具、床身箱体等。


冷处理


  1.处理方法:
  将淬火后的钢件,在低温介质(如干冰、液氮)中冷却到-60~-80℃或更低,温度均匀一致后取出均温到室温。
  2.目的:
  ①使淬火钢件内的残余奥氏体全部或大部分转变为马氏体,从而提高钢件的硬度、强度、耐磨性和疲劳极限;
  ②稳定钢的组织,以稳定钢件的形状和尺寸。
  3.应用:
  ①钢件淬火后应立即进行冷处理,然后再经低温回火,以消除低温冷却时的内应力;
  ②冷处理主要适用于合金钢制作的精密刀具、量具和精密零件。


火焰加热表面


  1.处理方法:
  用氧乙炔混合气体燃烧的火焰,喷射到钢件表面上,快速加热,当达到淬火温度后立即喷水。
  2.目的:
  提高钢件表面硬度,耐磨性及疲劳强度,心部仍保持韧性状态。                                
  3.应用:
  ①多用于中碳钢制件,一般淬透层深为2-6mm;
  ②适用于单件或小批生产的大型工件和需要局部淬火的工件。


感应加热表面淬火


  1.处理方法:
  将钢件放入感应器中,使钢件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬大温度,然后立即喷水冷却。
  2.目的:
  提高钢件表面硬度,耐磨性及疲劳强度,心部仍保持韧性状态。
  3.应用:
  ①多用于中碳钢和中碳合金结构钢制件;
  ②由于集肤效应,高频感应加热淬火淬透层一般为1-2mm,中频感应加热淬火一般为3-5mm,工频感应加热淬火一般大于10mm。


渗碳


  1.处理方法:
  将钢件放人渗碳介质中,加热至900~950℃并保温,使钢件表面获得一定浓度和深度的渗碳层。
  2.目的:
  提高钢件表面硬度,耐磨性及疲劳强度,心部仍保持韧性状态。  
  3.应用:
  ①多用于碳含量,为0.15%~0.25%的低碳钢及低合钢制件,一般渗碳层0.5~2.5mm;
  ②渗碳后必须经过淬火,使表面得到马氏体,才能实现渗碳的目的。


渗氮


  1.处理方法:
  利用在500~600℃时氨气分解出来的活性氮原子。使钢件表面被氮饱和,形成氮化层。
  2.目的:
  提高钢件表面的硬度,耐磨性,疲劳强度以及抗蚀能力。
  3.应用:
  多用于含有铝,铬,钼等合金元素的中碳合金结构钢以及碳钢和铸铁。一般氮化层深度为0.025~0.8mm。


氮碳共渗


  1.处理方法:
  向钢件表面同时渗碳和渗氮。
  2.目的:
  提高钢件表面的硬度,耐磨性,疲劳强度以及抗蚀能力。
  3.应用:
  ①多用于低碳钢,低合金结构钢以及工具钢制件。一般氮化层深度为0.02~3mm;
  ②氮化后还需淬火和低温回火。


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