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    那么小編帶你了解一熱處理

    發布時間: 2023-04-23 作者:admin 分享到:
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    熱處理一直以來都是我們機械廠經常用到的工藝


    一、基本名詞概念:

    熱處理:是將金屬材料放在一定的介質內加熱、保溫、冷卻,通過改變材料表面或內部的金相組織結構,來控制其性能的一種金屬熱加工工藝。

    金屬:具有不透明、金屬光澤良好的導熱和導電性并且其導電能力隨溫度的增高而減小,富有延性和展性等特性的物質。金屬內部原子具有規律性排列的固

    合金:由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬組成,具有金屬特性的物質。

    相:指金屬或合金中化學成分相同、晶格結構相同,或原子聚集狀態相同,并與其他部分之間有明確界面的獨立均勻組成部分。

    組織:組織是指用肉眼可直接觀察的,或用放大鏡、顯微鏡能觀察分辨的材料內部微觀形貌圖像。

    固溶體:固溶體是一個(或幾個)組元的原子(化合物)溶入另一個組元的晶格中,而仍保持另一組元的晶格類型的固態金屬晶體,固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。

    固溶強化:由于溶質原子進入溶劑晶格的間隙或結點,使晶格發生畸變,使固溶體硬度和強度升高,這種現象叫固溶強化現象。

    化合物:合金組元間發生化合作用,生成一種具有金屬性能的新的晶體固態結構。

    機械混合物:機械混合物 由純金屬、固溶體、金屬化合物這些合金的基本相按照固定比例構成的組織稱為機械混合物。

    鐵素體:碳在α-Fe(體心立方結構的鐵)中的間隙固溶體。

    奧氏體:碳在γ-Fe(面心立方結構的鐵)中的間隙固溶體。

    滲碳體:碳和鐵形成的穩定化合物(Fe3C)。

    珠光體:鐵素體和滲碳體組成的機械混合物(Fe+Fe3C 含碳0.77%)。

    萊氏體:滲碳體和奧氏體組成的機械混合物(含碳4.3%)。鐵碳相圖針對的是.具代表性的鐵碳合金,也就是碳素鋼。

    Ac1和Ac3分別是是實際加熱中珠光體開始轉變為奧氏體和全奧氏體的溫度線,而A1和A3是理想狀態下非常緩慢加熱時發生平衡相變時對應的溫度線,也就是實際加熱時總是會有一定的偏差。Acm和Accm也是一樣的道理,只是針對的是過共析鋼。

    正火:將鋼材或鋼件加熱到臨界點AC3或ACM以上的適當溫度保持一定時間后在空氣中冷卻,得到珠光體類組織的熱處理工藝。

    退火:將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度,保溫一段時間后,隨爐緩慢冷卻(或埋在砂中或石灰中冷卻)至500度以下在空氣中冷卻的熱處理工藝。

    固溶熱處理:將合金加熱至高溫單相區恒溫保持,使過剩相充分溶解到固溶體中,然后快速冷卻,以得到過飽和固溶體的熱處理工藝。

    時效:合金經固溶熱處理或冷塑性形變后,在室溫放置或稍高于室溫保持時,其性能隨時間而變化的現象。

    固溶處理:使合金中各種相充分溶解,強化固溶體并提高韌性及抗蝕性能,消除應力與軟化,以便繼續加工成型。

    時效處理:在強化相析出的溫度加熱并保溫,使強化相沉淀析出,得以硬化,提高強度。

    淬火:將鋼奧氏體化后以適當的冷卻速度冷卻,使工件在橫截面內全部或一定的范圍內發生馬氏體等不穩定組織結構轉變的熱處理工藝。

    回火:8將經過淬火的工件加熱到臨界點AC1以下的適當溫度保持一定時間,隨后用符合要求的方法冷卻,以獲得所需要的組織和性能的熱處理工藝。

    鋼的碳氮共滲:碳氮共滲是向鋼的表層同時滲入碳和氮的過程。習慣上碳氮共滲又稱為氰化,目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲(即氣體軟氮化)應用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度,耐磨性和疲勞強度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主,其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

    調質處理:一般習慣將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調質處理。調質處理廣泛應用于各種重要的結構零件,特別是那些在交變負荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調質處理后得到回火索氏體組織,它的機械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩定性和工件截面尺寸有關,一般在HB200—350之間。

    釬:用釬料將兩種工件粘合在一起的熱處理工藝。

    二、熱處理小知識

    熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內容。

    加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數之一,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織。另外轉變需要一定的時間,因此當金屬工件表面達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,使顯微組織轉變完全,這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表面熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。

    冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同,主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度.慢,正火的冷卻速度較快,淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進行淬硬。

    金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。

    三、整熱處理工藝的手段

    退火是將工件加熱到適當溫度,根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間,然后進行緩慢冷卻,目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀態,獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進一步淬火作組織準備。

    正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,只是得到的組織更細,常用于改善材料的切削性能,也有時用于對一些要求不高的零件作為.終熱處理。

    淬火是將工件加熱保溫后,在水、油或其它無機鹽、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火后鋼件變硬,但同時變脆。

    為了降低鋼件的脆性,將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當溫度進行長時間的保溫,再進行冷卻,這種工藝稱為回火。

    退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”,其中的淬火與回火關系密切,常常配合使用,缺一不可。

    “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性,把淬火和高溫回火結合起來的工藝,稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體后,將其置于室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間,以提高合金的硬度、強度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時效處理。

    把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行,使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理;在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理,它不僅能使工件不氧化,不脫碳,保持處理后工件表面光潔,提高工件的性能,還可以通入滲劑進行化學熱處理。

    表面熱處理是只加熱工件表層,以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內部,使用的熱源須具有高的能量密度,即在單位面積的工件上給予較大的熱能,使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表面熱處理的主要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理,常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。

    化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝?;瘜W熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學成分?;瘜W熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱,保溫較長時間,從而使工件表層滲入碳、氮、硼和鉻等元素。滲入元素后,有時還要進行其它熱處理工藝如淬火及回火?;瘜W熱處理的主要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。

    熱處理是機械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說,它可以保證和提高工件的各種性能 ,如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀態,以利于進行各種冷、熱加工。

    例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵,提高塑性 ;齒輪采用正確的熱處理工藝,使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高;另外,價廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能,可以代替某些耐熱鋼、不銹鋼;工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。

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