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金属热处理

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金属热处理(五)几种常见热处理

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金属热处理(五)几种常见热处理

发布日期:2017-04-15 作者:http://www。xgrcl。cn 点击:

几种常见金属热处理概念

 

  1.正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。

 

  2.退火annealing:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺

 

  3.固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺

 

  4.时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象。

 

  5.固溶处理:使合金中各种相充分溶解,强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工成型

 

  6.时效处理:在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度

 

  7.淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺

 

  8.回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺

 

  9.钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化,目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

 

  10.调质处理quenching and tempering:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200—350之间。

 

  11.钎焊:用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺

 

  回火的种类及应用

 

  根据工件性能要求的不同,按其回火温度的不同,可将回火分为以下几种:

 

  (一)低温回火(150-250度)

 

  低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下,降低其淬火内应力和脆性,以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具,量具,冷冲模具,滚动轴承以及渗碳件等,回火后硬度一般为HRC58-64。

 

  (二)中温回火(350-500度)

 

  中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈服强度,弹性极限和较高的韧性。因此,它主要用于各种弹簧和热作模具的处理,回火后硬度一般为HRC35-50。

 

  (三)高温回火(500-650度)

 

  高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理,其目的是获得强度,硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能。因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床等的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200-330。

 

  气氛与金属的化学反应

 

  一. 气氛与钢铁的化学反应

 

  1.氧化

 

  2Fe+O2→2FeO Fe+H2O→FeO+H2 FeC+CO2→Fe+2CO

 

  2.还原

 

  FeO+H2→Fe+H2O FeO+CO→Fe+O2

 

  3.渗碳

 

  2CO→[C]+CO2 Fe+[C]→FeC CH4→[C]+2H2

 

  4.渗氮

 

  2NH3→2[N]+3H2 Fe+[N]→FeN

 

  二. 各种气氛对金属的作用

 

  氮气:在≥1000度时会与Cr,CO,Al.Ti反应

 

  氢气:可使铜,镍,铁,钨还原。当氢气中的水含量达到百分之0.2—0.3时,会使钢脱碳

 

  水:≥800度时,使铁、钢氧化脱碳,与铜不反应

 

  一氧化碳:其还原性与氢气相似,可使钢渗碳

 

  三. 各类气氛对电阻组件的影响

 

  镍铬丝,铁铬铝:含硫气氛对电阻丝有害

 

  钢的氮化及碳氮共渗

 

  钢的氮化(气体氮化)

 

  概念:氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程,其目的是提高表面硬度和耐磨性,以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。

 

  它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子,被钢吸收后在其表面形成氮化层,同时向心部扩散。

 

  氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床主轴(如镗杆、磨床主轴),高速柴油机曲轴、阀门等。

 

  氮化工件工艺路线:锻造-退火-粗加工-调质-精加工-除应力-粗磨-氮化-精磨或研磨。

 

  由于氮化层薄,并且较脆,因此要求有较高强度的心部组织,所以要先进行调质热处理,获得回火索氏体,提高心部机械性能和氮化层质量。

 

  钢在氮化后,不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850)及耐磨性。

 

  氮化处理温度低,变形很小,它与渗碳、感应表面淬火相比,变形小得多

 

  钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程,习惯上碳氮共渗又称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和疲劳强度,低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。


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