【正文】 理。 2. 中溫回火 中溫回火溫度一般在 350℃ ～ 500℃ 之間，回火組織是在鐵素體基體上大量彌散分布著細(xì)粒狀滲碳體，即回火屈氏體組織。生產(chǎn)中根據(jù)工件所要求的力學(xué)性能、所用的回火溫度的高低，可將回火分為低溫、中溫和高溫回火。回火加熱可加速這種自發(fā)轉(zhuǎn)變過程。 ④ 鋼中未溶第二相：鋼加熱奧氏體化時(shí)，未溶入奧氏體中的碳化物、氮化物及其他非金屬夾雜物，會(huì)成為奧氏體分解的非自發(fā)形核核心，使臨界冷卻速度增大，降低淬透性。例如承受彎曲或扭轉(zhuǎn)載荷的軸類零件，其外層承受應(yīng)力最大，軸心部分應(yīng)力較小，因此選用淬透性較小的鋼，淬透工件半徑的 1/3～ 1/2即可。顯然，在相同的冷卻條件下， D0越大，則鋼的淬透性也越大。試驗(yàn)時(shí)將 25 100mm的標(biāo)準(zhǔn)試樣加熱至奧氏體狀態(tài)后迅速取出置于試驗(yàn)裝置上，對(duì)末端噴水冷卻，試樣上距末端越遠(yuǎn)的部分，冷卻速度越小，因此硬度值越低。 淬透層的深度規(guī)定為由工件表面至半馬氏體區(qū)的深度。例如，高碳鋼模具在 160℃ 的堿浴中分級(jí)淬火，既能淬硬，變形又小，所以應(yīng)用很廣泛。 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 2) 雙介質(zhì)淬火 工件先在較強(qiáng)冷卻能力介質(zhì)中冷卻到 300℃ 左右，再在一種冷卻能力較弱的介質(zhì)中冷卻，如：先水淬后油淬，可有效減少馬氏體轉(zhuǎn)變的內(nèi)應(yīng)力，減小工件變形開裂的傾向，可用于形狀復(fù)雜、截面不均勻的工件淬火。其特點(diǎn)是沸點(diǎn)高，冷卻能力介于水、油之間，常用于等溫淬火和分級(jí)淬火，處理形狀復(fù)雜、尺寸小、變形要求嚴(yán)格的工件等。目前工業(yè)上主要采用礦物油，如錠子油、機(jī)油等。淬火零件易變形開裂，因而適用于形狀簡(jiǎn)單、截面較大的碳鋼零件的淬火。 3) 淬火冷卻方式 冷卻是淬火的關(guān)鍵，冷卻的好壞直接決定了鋼淬火后的組織和性能。 共析鋼和過共析鋼在淬火加熱之前已經(jīng)球化退火了，故加熱到 Ac1以上 30℃～ 50℃ 不完全奧氏體化后，其組織為奧氏體和部分未溶的細(xì)粒狀滲碳體顆粒。 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 淬火 淬火是指將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫后以大于臨界冷卻速度的冷速冷卻，使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。對(duì)于含碳量大于%的碳鋼和合金工具鋼中存在的網(wǎng)狀滲碳體，正火可減少二次滲碳體量，并使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀，為球化退火作組織準(zhǔn)備。 再結(jié)晶退火主要用于消除冷變形加工 (如無冷軋、冷拉、冷沖 )產(chǎn)生的畸變組織，消除加工硬化而進(jìn)行的低溫退火。 3. 球化退火 球化退火是將鋼件或毛坯加熱到略高于 Ac1 的溫度，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間保溫，使鋼中二次滲碳體自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒狀 (或稱球狀 )滲碳體，然后以緩慢的速度冷卻到室溫的工藝方法。各種退火的加熱溫度范圍和工藝曲線如圖 。 第 6章 鋼的熱處理工藝 鋼的熱處理工藝是指根據(jù)鋼在加熱和冷卻過程中的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律所制定的鋼在熱處理時(shí)具體的加熱、保溫和冷卻的工藝參數(shù)。根據(jù)零件的使用條件和性能要求，結(jié)合零件的加工工藝過程，采用合理的熱處理手段，是提高零件力學(xué)性能、提高零件使用壽命的必要條件。通常用來改變零件整體的組織和性能。過共析鋼不宜采用完全退火，因?yàn)檫^共析鋼加熱至 Accm以上緩慢冷卻時(shí)，二次滲碳體會(huì)以網(wǎng)狀沿奧氏體晶界析出，使鋼的強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性顯著下降。它是將鋼加熱到 400℃ ～ 500℃ (Ac1溫度以下 )，保溫一段時(shí)間，然后緩慢冷卻到室溫的工藝方法。 1. 作為最終熱處理 對(duì)強(qiáng)度要求不高的零件，正火可以作為最終熱處理。正火后組織為鐵素體 +索氏體，當(dāng)含碳量大于 %時(shí)，正火后組織為索氏體。 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 圖 鋼的淬火溫度范圍 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 亞共析碳鋼在上述淬火溫度加熱，是為了獲得晶粒細(xì)小的奧氏體，淬火后可獲得細(xì)小的馬氏體組織。因此加熱溫度過高是不適宜的。圖 淬火冷卻曲線。但這兩種水基淬火介質(zhì)在低溫區(qū) (300℃ ～ 200℃ )的冷卻速度亦很快。但是油溫過高，容易著火，一般應(yīng)控制在 60℃ ～ 80℃ 。 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 圖 不同淬火方法示意圖 1— 單介質(zhì)淬火 1— 雙介質(zhì)淬火 3— 分級(jí)淬火 4— 等溫淬火 1) 單介質(zhì)淬火 工件在一種介質(zhì)中冷卻，如水淬、油淬。分級(jí)溫度以前都定在略高于 Ms點(diǎn)，工件內(nèi)外溫度均勻以后進(jìn)入馬氏體區(qū)。 淬透性是指鋼在淬火時(shí)獲得馬氏體的能力。 2) 淬透性的測(cè)量方法 目前測(cè)定鋼淬透性最常用的方法是末端淬火法，簡(jiǎn)稱端淬法。例如淬透性值 ，即表示在淬透性帶上距末端 5mm處的硬度值為 40HRC， 即表示距末端 10mm～ 15mm處的硬度值為 35HRC。此時(shí)，心部的機(jī)械性能，特別是沖擊韌性很低。 ② 合金元素：除鈷以外，其余合金元素溶于奧氏體后，降低臨界冷卻速度，使過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變曲線右移，提高鋼的淬透性，因此合金鋼的淬透性往往比碳鋼要好?；鼗鹗蔷o接淬火的一道熱處理工藝，大多數(shù)淬火鋼都要進(jìn)行回火。 第四階段 (400℃ 以上 )：滲碳體的聚集長(zhǎng)大與相的再結(jié)晶。低溫回火的目的是在保持高硬度 (58HRC～ 64HRC)、強(qiáng)度和耐磨性的情況下，適當(dāng)提高淬火鋼的韌性，同時(shí)顯著降低鋼的淬火應(yīng)力和脆性。高溫回火的組織為回火索氏體，即細(xì)粒狀滲碳體和鐵素體。根據(jù)脆化現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)理和溫度區(qū)間，回火脆性可分為兩類： 1) 第一類回火脆性 (低溫回火脆性 ) 鋼在 250℃ ～ 350℃ 范圍內(nèi)回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為低溫回火脆性。 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 圖 鋼的韌性與回火溫度的關(guān)系 鋼的普通熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 鋼的表面熱處理 許多機(jī)器零件，如齒輪、凸輪、曲軸等是在彎曲、扭轉(zhuǎn)載荷下工作，同時(shí)受到強(qiáng)烈的摩擦、磨損和沖擊。將工件置于用銅管制成的感應(yīng)圈中，向感應(yīng)圈中通交流電時(shí)，在它的內(nèi)部和周圍將產(chǎn)生一個(gè)與電流頻率相同的交變磁場(chǎng)，若把工件置于磁場(chǎng)中，則在工件 (導(dǎo)體 )內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于電阻的作用工件被加熱。因此，通過改變交流電的頻率，可以得到不同厚度的淬硬層，生產(chǎn)中一般根據(jù)工件尺寸大小及所需淬硬層的深度來選用感應(yīng)加熱的頻率，見表 63。 由于以上特點(diǎn)，感應(yīng)加熱表面淬火在熱處理生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。精加工之前的調(diào)質(zhì)熱處理有兩個(gè)重要目的：第一個(gè)目的是賦予主軸 (整體 )良好的綜合力學(xué)性能；第二目的是調(diào)整好表層組織，為感應(yīng)加熱淬火作組織準(zhǔn)備。 按表面滲入的元素不同，化學(xué)熱處理可分為滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼、滲鋁等。氣體滲碳介質(zhì)可分為兩大類：一是液體介質(zhì) (含有碳?xì)浠衔锏挠袡C(jī)液體 )，如煤油、苯、醇類和丙酮等，使用時(shí)直接滴入高溫爐罐內(nèi)，經(jīng)裂解后產(chǎn)生活性碳原子；二是氣體介質(zhì)，如天然氣、丙烷氣及煤氣等，使用時(shí)直接通入高溫爐罐內(nèi)，經(jīng)裂解后用于滲碳。當(dāng)滲碳零件有不允許高硬度的部位時(shí)，如裝配孔等，應(yīng)在設(shè)計(jì)圖樣上予以注明。 鋼的化學(xué)熱處理 第 6章 鋼的熱處理工藝 零件滲碳終了出爐后緩慢冷卻，然后再重新加熱淬火，這稱為一次淬火法 [見圖 (c)]。該工藝復(fù)雜、成本高、效率低、變形大，僅用于要求表面高耐磨性和心部高韌性的重要零件。滲碳淬火并低溫回火是最終熱處理，目的是提高齒輪的抗磨損性能和抗接觸疲勞性能。 氣體滲氮是將氨氣通入加熱至滲氮溫度的密封滲氮爐中，使其分解出活性氮原子 (2NH3→3H2+2[N])并被鋼件表面吸收、擴(kuò)散形成一定厚度的滲氮層。鑒于此，許多精密零件非常適宜進(jìn)行滲氮處理。前者主要以滲碳為主，用于提高結(jié)構(gòu)件 (如齒輪、蝸輪、軸類件 )的硬度、耐磨性和疲勞性；而后者以滲氮為主，主要用于提高工模具的表面硬度、耐磨性和抗咬合性。先進(jìn)熱處理技術(shù)正走向定量化、智能化和精確控制的新水平，各種工程和功能新材料、新工藝，為熱處理技術(shù)提供了更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展前景。從而也可以減少零件熱處理后的機(jī)加工余量及表面的清理工作。由于反應(yīng)時(shí)放出大量熱量，故稱為放熱式氣氛。 1. 真空熱處理的優(yōu)越性 真空熱處理是和可控氣氛并駕齊驅(qū)的應(yīng)用面很廣的無氧化熱處理技術(shù)，也是當(dāng)前熱處理生產(chǎn)技術(shù)先進(jìn)程度的主要標(biāo)志之一。在真空中加熱時(shí)，工件表面的氧化物、油污發(fā)生分解并被真空泵排出，因而可得到表面光亮的工件。而且淬火介質(zhì)也由最初僅能氣淬，發(fā)展到現(xiàn)在的油淬、水淬、硝鹽淬火等。此外，離子滲氮節(jié)約能源，滲氮?dú)怏w消耗少，操作環(huán)境無污染；滲氮速度快，是普通氣體氮化的 3～ 4倍。 形變熱處理的強(qiáng)化機(jī)理是：奧氏體形變使位錯(cuò)密度升高，由于動(dòng)態(tài)回復(fù)形成穩(wěn)定的亞結(jié)構(gòu)，淬火后獲得細(xì)小的馬氏體，板條馬氏體數(shù)量增加，板條內(nèi)位錯(cuò)密度升高，使馬氏體強(qiáng)化。此工藝能獲得較明顯的強(qiáng)韌化效果，與普通淬火相比，強(qiáng)度可提高 10%～ 30%，塑性可提高 40%～ 50%，韌性成倍提高，見表 64。 形變熱處理在機(jī)械工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展速度很快，零件的類型和材料的品種不斷擴(kuò)大。 鋼的熱處理新技術(shù) 第 6章 鋼的熱處理工藝 另外，對(duì)其他的零件，如軸承、汽輪機(jī)的渦輪盤以及某些結(jié)構(gòu)零件，如活塞銷，扭力桿、螺釘?shù)鹊龋捎貌煌问降男巫儫崽幚韺?duì)于改善其質(zhì)量，提高工作的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命，均具有廣闊的前景。 由于化學(xué)氣相沉積反應(yīng)溫度高，并需要通入大量氫氣，操作不當(dāng)易產(chǎn)生爆炸，而且工件易產(chǎn)生氫脆，排出的廢氣含有 HCl危害氣體等缺點(diǎn)，近年來發(fā)展了物理氣相沉積方法。 第 6章 鋼的熱處理工藝 本 章 習(xí) 題 1. 何謂鋼的退火？退火種類及用途如何？ 2. 何謂鋼的正火？目的如何？有何應(yīng)用？ 3. 在生產(chǎn)中為了提高亞共析鋼的強(qiáng)度，常用的方法是提高亞共析鋼中珠光體的含量，問應(yīng)該采用什熱處理工藝？ 4. 淬火的目的是什么？淬火方法有幾種？比較幾種淬火方法的優(yōu)缺點(diǎn)？ 5. 試述亞共析鋼和過共析鋼淬火加熱溫度的選擇原則。試問應(yīng)選擇什么材料及熱處理工藝？ 15. 用 T10鋼制造形狀簡(jiǎn)單的車刀，其工藝路線為鍛造 →熱處理 →機(jī)加工 →熱處理 →磨加工。 :25:3606:25Feb2310Feb23 1故人江海別，幾度隔山川。 , February 10, 2023 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 2023年 2月 10日星期五 6時(shí) 25分 36秒 06:25:3610 February 2023 1空山新雨后，天。 :25:3606:25Feb2310Feb23 1世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無限完美。 :25:3606:25:36February 10, 2023 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見青山。 (2) 指出車刀在使用狀態(tài)下的顯微組織和大致硬度。試問鍛后應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？為什么？ 10. 現(xiàn)有一批 45鋼普通車床傳動(dòng)齒輪，其工藝路線為鍛造 →熱處理① →機(jī)械加工 →熱處理② →高頻淬火 →回火。它具有沉積溫度低、沉積速度快、滲層成分和結(jié)構(gòu)可控制、無公害等特點(diǎn)。它雖然是主要針對(duì)磨損和腐蝕，但隨著社會(huì)發(fā)展和人類生活需求的提高，產(chǎn)品的外觀裝飾顯得越來越重要，所以表面處理工藝也得到迅速的發(fā)展?？赏瑫r(shí)提高強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性及疲勞強(qiáng)度。圖 溫形變熱處理示意圖。彌散析出的碳氮化物阻止奧氏體長(zhǎng)大，轉(zhuǎn)變后的馬氏體板條更加細(xì)化，產(chǎn)生細(xì)晶強(qiáng)化。 鋼的熱處理新技術(shù) 第 6章 鋼的熱處理工藝 圖 離子滲氮示意圖 1— 真空容器 2— 直流電源 3— 測(cè)溫裝置系統(tǒng) 4— 真空泵 5— 滲劑氣體調(diào)節(jié)裝置 6— 待處理工件 鋼的熱處理新技術(shù) 第 6章 鋼的熱處理工藝 2. 離子滲碳 離子滲碳是將工件裝入溫度在 900℃ 以上的真空爐內(nèi)，在通入碳?xì)浠衔?CH4或 C3H8)的氣氛中加熱，同時(shí)在工件 (陰極 )和陽極之間施加高壓直流電，產(chǎn)生輝光放電使活化的碳被離子化，在工件附近加速?gòu)亩Z擊工件表面進(jìn)行滲碳。 1. 離子滲氮 離子滲氮是在真空室內(nèi)進(jìn)行的 (見圖 )，工件接高壓直流電源的負(fù)極，真空鐘罩接正極。 ④ 脫氣作用。據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，工件真空熱處理的畸變量?jī)H為鹽浴加熱淬火的三分之一，因而它還屬于清潔和精密生產(chǎn)技術(shù)范疇。 3. 滴注式氣氛 用液體有機(jī)化合物 (如甲醇、乙醇、丙酮、