金屬材料與金屬熱處理工藝基本知識(已修改)
2025-03-05 02:07 本頁面
【正文】 熱處理 是指通過對工件的加熱、保溫和冷卻，使金屬或合金的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而獲得預(yù)期的性能 (如機械性能、加工性能、物理性能和化學(xué)性能等 )的操作工藝稱為熱處理。 工件熱處理的目的是通過熱處理這一重要手段，來 改變 (或改善 )工件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，從而獲得所需要的性能并提高工件的使用壽命。 B 金屬熱處理工藝基本知識 熱處理工藝一般包括 加熱、保溫、冷卻 三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接，不可間斷。 加熱 是熱處理的重要工序之一。增補章 : 金屬材料與金屬熱處理工藝基本知識1. 金屬熱處理工藝基本知識●熱處理過程中四個重要因素 : 在熱處理時，因工件的大小不同，形狀不同，材料的化學(xué)成分不同，所以在具體熱處理過程中，要用不同的加熱速度、最高的加熱溫度、保溫時間和冷卻速度。通常 把加熱速度、最高加熱溫度、保溫時間和冷卻速度稱為工件熱處理的四個要素，也稱工藝參數(shù) 。正確地確定和保證實施好工藝，就能獲得預(yù)期的效果，并將得到滿意的性能?！ ? 從數(shù)學(xué)的觀點看，熱處理的質(zhì)量是溫度和時間的函數(shù)，所以工件的熱處理工藝規(guī)范可用時間一溫度為坐標表示出來，任何工件的熱處理，都應(yīng)包括：1. 金屬熱處理工藝基本知識圖 1 熱處理規(guī)范示意圖（ a）簡單的熱處理規(guī)范 （ b)復(fù)雜的熱處理規(guī)范●都應(yīng)包括 四個重要因素 :(1)加熱速度 V； (2)最高加熱溫度 T。 (3)保溫時間 h。 (4)冷卻速度 Vt. 1） 鋼的退火與正火● 退火與正火的目的 ① 調(diào)整硬度以便進行切削加工 ② 消除殘余應(yīng)力 ③ 細化晶粒，改善組織 ④ 為最終熱處理做好組織上的準備●退火： 將鋼加熱、保溫，然后緩慢冷卻的熱處理工藝。 退火工藝可分為完全退火、等溫退火、球化退火、去應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火等，如圖所示。圖 3 箱式爐圖 2 各種退火及正火的加熱范圍● 完全退火 將亞共析鋼加熱到 Ac3+30～ 50℃ ，保溫后緩冷的退火工藝稱為完全退火。目的：降低硬度，消除內(nèi)應(yīng)力。● 等溫退火 將亞共析鋼加熱到Ac3 +30～ 50℃ 、過共析鋼加熱到 Ac1+30～ 50℃ ，保溫后快冷到 Ar1以下某一溫度保溫 ，然后出爐空冷。如圖是高速鋼等溫退火與普通退火的比較 圖 3高速鋼等溫退火與普通退火的比較 ● 球化退火將共析鋼或過共析鋼加熱到 Ac1 +20～ 30℃ ，保溫適當時間后緩慢冷卻的熱處理工藝稱為球化退火。 目的： 降低硬度，改善切削加工性能；形成球狀珠光體，為后面的淬火作組織準備?！? 擴散退火 將工件加熱到略低于固相線溫度，保溫后緩慢冷卻的熱處理工藝稱為擴散退火。 目的： 消除成份偏析。 ●去應(yīng)力退火 將工件加熱到 Ac1以下某一溫度，保溫后隨爐冷卻的熱處理工藝稱為去應(yīng)力退火。 目的： 消除鑄、鍛、焊的內(nèi)應(yīng)力。 ●正火 是將鋼加熱到 Ac3或 Accm以上 30～ 50℃ ，保溫后空氣中冷卻的熱處理工藝?！裾鹁哂幸韵聨追矫娴膽?yīng)用： ① 含碳量 ≤% 經(jīng)正火后硬度提高，改善了切削加工性能。 ② 消除過共析鋼中的二次滲碳體。 ③ 作為普通結(jié)構(gòu)零件的最終熱處理。 ●正火 的冷卻速度稍快于退火，由 C曲線可知，二者的組織是不一樣的。正火后的組織比退火細，如圖所示。圖 3 正火與退火后組織的比較 2） 鋼的淬火 淬火 是將鋼加熱到臨界點以上，保溫后以大于Vk的速度冷卻的熱處理工藝。 目的： 為了獲得馬氏體，提高鋼的力學(xué)性能。●淬火溫度 選擇淬火溫度的原則是獲得均勻細小的奧氏體。如圖所示，一般淬火溫度在臨界點以上。圖 4 碳鋼的淬火溫度范圍 ● 對 亞共析鋼 ，淬火溫度為 Ac3+30～ 50℃ ，淬火組織為馬氏體，如圖所示。 ● 亞溫淬火： 加熱溫度在 Ac1～ Ac3之間，淬火組織為馬氏體加鐵素體，如圖所示。亞溫淬火也是一種強韌化處理方法。圖 6 馬氏體加鐵素體圖 5 馬氏體圖 7 ● 對 共析鋼和過共析鋼 淬火溫度為 Ac1+30～ 50℃ ， 組織為細馬氏體加顆粒狀 滲碳體和少量殘余奧氏體， 如圖所示?！駥?合金鋼 ，一般淬火溫度為臨界點以上 50～ 100℃ 。提高淬火溫度有利于合金元素在奧氏體中充分溶解和均勻化。3) 淬火介質(zhì)●為了保證得到馬氏體組織，淬火速度必須大于臨界冷卻速度 Vk，但往往會引起工件變形和開裂?！?要想既得到馬氏體又避免變形和開裂，理想的淬火冷卻曲線如圖所
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