熱處理原理與工藝課程設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-07-14 20:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，但正火冷卻速度較快，轉(zhuǎn)變溫度較低，發(fā)生偽共析轉(zhuǎn)變。正火工藝參數(shù)示意圖如下（2）淬火加中溫回火 將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機(jī)鹽、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)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710℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時間的保溫，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火。（3）淬火加熱方式及加熱溫度的確定原則淬火一般是最終熱處理工序。因此，應(yīng)采用保護(hù)氣氛加熱或鹽爐加熱。只有一些毛坯或棒料的調(diào)質(zhì)處理(淬火、高溫回火)可以在普通空氣介質(zhì)中加熱。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)處理后尚須機(jī)械切削加工，可以除去表面氧化、脫碳等加熱缺陷。但是隨著少、無切削加工的發(fā)展、調(diào)質(zhì)處理后僅是一些切削加工量很小的精加工，因而也要求無氧化，脫碳加熱。 淬火加熱一般是熱爐裝料。但對工件尺寸較大，幾何形狀復(fù)雜的高合金鋼制工件，應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)批量的大小，采用預(yù)熱爐(周期作業(yè))預(yù)熱，或分區(qū)(連續(xù)爐)加熱等方式進(jìn)行加熱。 1：淬火加熱溫度： 淬火加熱溫度，主要根據(jù)鋼的相變點(diǎn)來確定。對亞共析鋼，一般選用淬火加熱溫度為Ac3+（30—50℃)，過共析鋼則為Ac1+(30—50℃)。之所以這樣確定，因?yàn)閷喒参鲣搧碚f，若加熱溫度低于Ac3，則加熱狀態(tài)為奧氏體與鐵素體二相組成，淬火冷卻后鐵素體保存下來，使得零件淬火后硬度不均勻，強(qiáng)度和硬度降低。比Ac3點(diǎn)高30—50℃的目的是為了使工件心部在規(guī)定加熱時間內(nèi)保證達(dá)到Ac3點(diǎn)以上的溫度，鐵素體能完全溶解于奧氏體中，奧氏體成分比較均勻，而奧氏體晶粒又不致于粗大。對過共析鋼來說，淬火加熱溫度在Ac1～Ac3之間時，加熱狀態(tài)為細(xì)小奧氏體晶粒和未溶解碳化物，淬火后得到隱晶馬氏體和均勻分布的球狀碳物。這種組織不僅有高的強(qiáng)度和硬度、高的耐磨性，而且也有較好的韌性。如果淬火加熱溫度過高，碳化物溶解，奧氏體晶粒長大，淬火后得到片狀馬氏體(孿晶馬氐體)，其顯微裂紋增加，脆性增大，淬火開裂傾向也增大。由于碳化物的溶解，奧氏體中含碳量增加，淬火后殘余奧氏體量增多，鋼的硬度和耐磨性降低。高于Ac1點(diǎn)30—50℃的目的和亞共析鋼類似，是為了保證工件內(nèi)各部分溫度均高于Ac1。 2：注意：確定淬火加熱溫度時，尚應(yīng)考慮工件的形狀、尺寸、原始組織、加熱速度、冷卻介質(zhì)和冷卻方式等因素。 在工件尺寸大、加熱速度快的情況下，淬火溫度可選得高一些。因?yàn)楣ぜ螅瑐鳠崧?，容易加熱不足，使淬火后得不到全部馬氏體或淬硬層減薄。加熱速度快，工件溫差大，也容易出現(xiàn)加熱不足。另外，加熱速度快，起始晶粒細(xì)，也允許采用較高加熱溫度。在這種情況下，淬火溫度可取Ac3+(50—80℃)，對細(xì)晶粒鋼有時取Ac3+100℃。對于形狀較復(fù)雜，容易變形開裂的工件，加熱速度較慢，淬火溫度取下限。 考慮原始組織時，如先共析鐵素體比較大，或珠光體片間距較大，為了加速奧氏體均勻化過程，淬火溫度取得高一些。對過共析鋼為了加速合金碳化物的溶解，以及合金元素的均勻化，也應(yīng)采取較高的淬火溫度。例如高速鋼的Ac1點(diǎn)為820—840℃，淬火加熱溫度高達(dá)1280℃。 考慮選用淬火介質(zhì)和冷卻方式時，在選用冷卻速度較低的淬火介質(zhì)和淬火方法的情況下，為了增加過冷奧氏體的穩(wěn)定性，防止由于冷卻速度較低而使工件在淬火時發(fā)生珠光體型轉(zhuǎn)變，常取稍高的淬火加熱溫度。 二、淬火加熱時間的確定原則 淬火加熱時間應(yīng)包括工件整個截面加熱到預(yù)定淬火溫度，并使之在該溫度下完成組織轉(zhuǎn)變、碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需的時間。因此，淬火加熱時間包括升溫和保溫兩段時間。在實(shí)際生產(chǎn)中，只有大型工件或裝爐量很多情況下，才把升溫時間和保溫時間分別進(jìn)行考慮。一般情況下把升溫和保溫兩段時間通稱為淬火加熱時間。當(dāng)把升溫時間和保溫時間分別考慮時，由于淬火溫度高于相變溫度，所以升溫時間包括相變重結(jié)晶時間。保溫時間實(shí)際上只要考慮碳化物溶解和奧氏體成分均勻化所需時間即可。在具體生產(chǎn)條件下，淬火加熱時間常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，通過試驗(yàn)最終確定。常用經(jīng)驗(yàn)公式是 式中 t——加熱時間，(min)； a——加熱系數(shù)，(min／mm)； K——裝爐修正系數(shù)； D——零件有效厚度(mm)。 加熱系數(shù)口表示工件單位厚度需要的加熱時間，其大小與工件尺寸、加熱介質(zhì)和鋼的化學(xué)成分有關(guān)。裝爐量修正系數(shù)X是考慮裝爐的多少而確定的。裝爐量大時，K值也應(yīng)取得較大，一般由實(shí)驗(yàn)確定；工件有效厚度D的計(jì)算，可按下述原則確定：圓柱體取直徑，正方形截面取邊長，長方形截面取短邊長，板件取板厚，套筒類工件取壁厚，圓錐體取離小頭2／3長度處直徑，球體取球徑的0．6倍作為有效厚度D。 三、淬火介質(zhì)及冷卻方式的選擇與確定 淬火介質(zhì)的選擇，首先應(yīng)按工件所采用的材料及其淬透層深度的要求，根據(jù)該種材料的端淬曲
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