【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 脆，因此要求有較高強(qiáng)度的心部組織，所以要先進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理，獲得回火索氏體，提高心部機(jī)械性能和氮化層質(zhì)量。 鋼在氮化后，不再需要進(jìn)行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850）及耐磨性。氮化處理溫度低，變形很小，它與滲碳、感應(yīng)表面淬火相比，變形小得多 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲入碳和氮的過(guò)程，習(xí)慣上碳氮共滲又稱作氰化。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(yīng)用較是廣。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(qiáng)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。 鈹青銅的熱處理 　　鈹青銅是一種用途極廣的沉淀硬化型合金。經(jīng)固溶及時(shí)效處理后，強(qiáng)度可達(dá)12501500MPa(12501500公斤)。其熱處理特點(diǎn)是：固溶處理后具有良好的塑性，可進(jìn)行冷加工變形。但再進(jìn)行時(shí)效處理后，卻具有極好的彈性極限，同時(shí)硬度、強(qiáng)度也得到提高。 （1） 鈹青銅的固溶處理 一般固溶處理的加熱溫度在780820℃之間，對(duì)用作彈性組件的材料，采用760780℃，主要是防止晶粒粗大影響強(qiáng)度。固溶處理爐溫均勻度應(yīng)嚴(yán)格控制在177。5℃。保溫時(shí)間一般可按1小時(shí)/25mm計(jì)算，鈹青銅在空氣或氧化性氣氛中進(jìn)行固溶加熱處理時(shí)，表面會(huì)形成氧化膜。雖然對(duì)時(shí)效強(qiáng)化后的力學(xué)性能影響不大，但會(huì)影響其冷加工時(shí)工模具的使用壽命。為避免氧化應(yīng)在真空爐或氨分解、惰性氣體、還原性氣氛（如氫氣、一氧化碳等）中加熱，從而獲得光亮的熱處理效果。此外，還要注意盡量縮短轉(zhuǎn)移時(shí)間（此淬水時(shí)），否則會(huì)影響時(shí)效后的機(jī)械性能。薄形材料不得超過(guò)3秒,一般零件不超過(guò)5秒。淬火介質(zhì)一般采用水（無(wú)加熱的要求），當(dāng)然形狀復(fù)雜的零件為了避免變形也可采用油。 （2） 鈹青銅的時(shí)效處理 鈹青銅的時(shí)效溫度與Be的含量有關(guān)，%的合金均宜進(jìn)行時(shí)效處理。%的合金，最佳時(shí)效溫度為300330℃，保溫時(shí)間13小時(shí)（根據(jù)零件形狀及厚度）。%的高導(dǎo)電性電極合金，由于溶點(diǎn)升高，最佳時(shí)效溫度為450480℃，保溫時(shí)間13小時(shí)。近年來(lái)還發(fā)展出了雙級(jí)和多級(jí)時(shí)效，即先在高溫短時(shí)時(shí)效，而后在低溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫時(shí)效，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是性能提高但變形量減小。為了提高鈹青銅時(shí)效后的尺寸精度，可采用夾具夾持進(jìn)行時(shí)效，有時(shí)還可采用兩段分開(kāi)時(shí)效處理。 （3） 鈹青銅的去應(yīng)力處理 鈹青銅去應(yīng)力退火溫度為150200℃，可用于消除因金屬切削加工、校直處理、冷成形等產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，穩(wěn)定零件在長(zhǎng)期使用時(shí)的形狀及尺寸精度。 形變鋁合金的淬火和時(shí)效溫度 部分形變鋁合金的淬火和時(shí)效溫度的確定 合金牌號(hào) 半成品 淬 火時(shí)效最低溫度℃ 最佳溫度℃過(guò)燒危險(xiǎn)溫度℃時(shí)效溫度℃時(shí)效時(shí)間/H LY 12板材、擠壓件485 ~ 490495 ~ 503505185 ~ 1956 ~ 12LY16各類520 ~ 525530 ~ 542545160 ~ 175200 ~ 22010 ~ 168 ~ 12LY17各類515520 ~ 530180 ~ 19512 ~ 16LY2各類490495 ~ 508512165 ~ 17510 ~ 16LD2各類510525 177。 5596150 ~ 1656 ~ 15LD5, LD6各類 500515 177。 5545150 ~ 1656 ~ 15LD7各類520535 177。5545180 ~ 1958 ~ 12LD8各類510525 ~ 535545165 ~ 1808 ~ 14LD9擠壓件510510 ~ 530135 ~ 1502 ~ 4LD10各類490500 177。 5515175 ~ 1855 ~ 8 LC4包鋁板 450 455 ~ 480 525120 ~ 12524不包鋁板135 ~ 14516型 材120 177。 53160 177。 33 LC6模鍛件 100 177。 55 155 ~ 1608 ~ 9450455 ~ 473145 177。 516 LC9擠壓件450455 ~ 480520 ~ 530140 177。 516模鍛件110 177。 56 ~ 8117 177。 56 ~ 10　　常用淬火介質(zhì)一般技術(shù)要求 　　 常用淬火介質(zhì)一般技術(shù)要求淬火介質(zhì)一般技術(shù)要求應(yīng)用范圍水及水溶液水清潔、流動(dòng)（或循環(huán)、攪拌）水溫2040℃碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼合金結(jié)構(gòu)鋼鋁合金鈦合金無(wú)機(jī)物水溶液按要求選擇濃度常用濃度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）（5%15%）高濃度（質(zhì)量分散）（≥20%，飽合濃度）液溫 2045℃循環(huán)或攪拌碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)碳素工具鋼有機(jī)物水溶液按專用產(chǎn)品技術(shù)條件及要求選擇濃度低濃度、中等濃度、高濃度（因介質(zhì)而異）液溫2050℃攪拌或熱循環(huán)（或按專門(mén)規(guī)定）碳素結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼軸承鋼彈簧鋼碳素工具鋼合金工具鋼鋁合金淬火油全損耗系統(tǒng)用油按GB443技術(shù)條件常規(guī)油溫2080℃熱油油溫＞100℃循環(huán)或攪拌碳素工具鋼（橫截面≤6mm)合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼軸承鋼彈簧鋼高速鋼專用淬火油按工藝要求選擇不同淬火油（快速、光亮、等溫、真空等淬火油）技術(shù)條件按專用油品規(guī)定油溫應(yīng)低于閃點(diǎn)80100℃攪拌或熱循環(huán)熱浴鹽浴使用溫度允許波動(dòng)范圍177。20℃按要求浴溫選擇配方硝鹽浴氯離子≤%（質(zhì)量分散）硫酸根≤%（質(zhì)量分散）ω(C)≥ %碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素工具鋼合金結(jié)構(gòu)鋼合金工具鋼高速鋼堿浴使用溫度允許波動(dòng)范圍177。10℃按要求選擇配方碳酸根≤4%　熱處理應(yīng)力及其影響 　　　熱處理殘余力是指工件經(jīng)熱處理后最終殘存下來(lái)的應(yīng)力,對(duì)工件的形狀,amp。127。尺寸和性能都有極為重要的影響。當(dāng)它超過(guò)材料的屈服強(qiáng)度時(shí),amp。127。便引起工件的變形,超過(guò)材料的強(qiáng)度極限時(shí)就會(huì)使工件開(kāi)裂,這是它有害的一面,應(yīng)當(dāng)減少和消除。但在一定條件下控制應(yīng)力使之合理分布,就可以提高零件的機(jī)械性能和使用壽命,變有害為有利。分析鋼在熱處理過(guò)程中應(yīng)力的分布和變化規(guī)律,使之合理分布對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的實(shí)際意義。例如關(guān)于表層殘余壓應(yīng)力的合理分布對(duì)零件使用壽命的影響問(wèn)題已經(jīng)引起了人們的廣泛重視。一、鋼的熱處理應(yīng)力工件在加熱和冷卻過(guò)程中,由于表層和心部的冷卻速度和時(shí)間的不一致,形成溫差，就會(huì)導(dǎo)致體積膨脹和收縮不均而產(chǎn)生應(yīng)力,即熱應(yīng)力。在熱應(yīng)力的作用下,由于表層開(kāi)始溫度低于心部,收縮也大于心部而使心部受拉,當(dāng)冷卻結(jié)束時(shí)，由于心部最后冷卻體積收縮不能自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在熱應(yīng)力的作用下最終使工件表層受壓而心部受拉。這種現(xiàn)象受到冷卻速度,材料成分和熱處理工藝等因素的影響。當(dāng)冷卻速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷卻過(guò)程中在熱應(yīng)力作用下產(chǎn)生的不均勻塑性變形愈大,最后形成的殘余應(yīng)力就愈大。另一方面鋼在熱處理過(guò)程中由于組織的變化即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí),因比容的增大會(huì)伴隨工件體積的膨脹,amp。127。工件各部位先后相變，造成體積長(zhǎng)大不一致而產(chǎn)生組織應(yīng)力。組織應(yīng)力變化的最終結(jié)果是表層受拉應(yīng)力,心部受壓應(yīng)力,恰好與熱應(yīng)力相反。組織應(yīng)力的大小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,形狀，材料的化學(xué)成分等因素有關(guān)。實(shí)踐證明,任何工件在熱處理過(guò)程中,amp。127。只要有相變,熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都會(huì)發(fā)生。amp。127。只不過(guò)熱應(yīng)力在組織轉(zhuǎn)變以前就已經(jīng)產(chǎn)生了，而組織應(yīng)力則是在組織轉(zhuǎn)變過(guò)程中產(chǎn)生的,在整個(gè)冷卻過(guò)程中,熱應(yīng)力與組織應(yīng)力綜合作用的結(jié)果,amp。127。就是工件中實(shí)際存在的應(yīng)力。這兩種應(yīng)力綜合作用的結(jié)果是十分復(fù)雜的,受著許多因素的影響,如成分、形狀、熱處理工藝等。就其發(fā)展過(guò)程來(lái)說(shuō)只有兩種類型,即熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,作用方向相反時(shí)二者抵消,作用方向相同時(shí)二者相互迭加。不管是相互抵消還是相互迭加,兩個(gè)應(yīng)力應(yīng)有一個(gè)占主導(dǎo)因素,熱應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)的作用結(jié)果是工件心部受拉,表面受壓。amp。127。組織應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)的作用結(jié)果是工件心部受壓表面受拉。二、熱處理應(yīng)力對(duì)淬火裂紋的影響存在于淬火件不同部位上能引起應(yīng)力集中的因素(包括冶金缺陷在內(nèi)),對(duì)淬火裂紋的產(chǎn)生都有促進(jìn)作用,但只有在拉應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)(amp。127。尤其是在最大拉應(yīng)力下)才會(huì)表現(xiàn)出來(lái),amp。127。若在壓應(yīng)力場(chǎng)內(nèi)并無(wú)促裂作用。淬火冷卻速度是一個(gè)能影響淬火質(zhì)量并決定殘余應(yīng)力的重要因素,也是一個(gè)能對(duì)淬火裂紋賦于重要乃至決定性影響的因素。為了達(dá)到淬火的目的，通常必須加速零件在高溫段內(nèi)的冷卻速度,并使之超過(guò)鋼的臨界淬火冷卻速度才能得到馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論,這樣做由于能增加抵消組織應(yīng)力作用的熱應(yīng)力值,故能減少工件表面上的拉應(yīng)力而達(dá)到抑制縱裂的目的。其效果將隨高溫冷卻速度的加快而增大。而且,在能淬透的情況下,截面尺寸越大的工件,雖然實(shí)際冷卻速度更緩,開(kāi)裂的危險(xiǎn)性卻反而愈大。這一切都是由于這類鋼的熱應(yīng)力隨尺寸的增大實(shí)際冷卻速度減慢,熱應(yīng)力減小,amp。127。組織應(yīng)力隨尺寸的增大而增加,最后形成以組織應(yīng)力為主的拉應(yīng)力作用在工件表面的作用特點(diǎn)造成的。并與冷卻愈慢應(yīng)力愈小的傳統(tǒng)觀念大相徑庭。對(duì)這類鋼件而言,在正常條件下淬火的高淬透性鋼件中只能形成縱裂。避免淬裂的可靠原則是設(shè)法盡量減小截面內(nèi)外馬氏體轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性。僅僅實(shí)行馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)的緩冷卻不足以預(yù)防縱裂的形成。一般情況下只能產(chǎn)生在非淬透性件中的弧裂,雖以整體快速冷卻為必要的形成條件，可是它的真正形成原因,卻不在快速冷卻(包括馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi))本身,而是淬火件局部位置(由幾何結(jié)構(gòu)決定),在高溫臨界溫度區(qū)內(nèi)的冷卻速度顯著減緩,因而沒(méi)有淬硬所致amp。127。產(chǎn)生在大型非淬透性件中的橫斷和縱劈,是由以熱應(yīng)力為主要成份的殘余拉應(yīng)力作用在淬火件中心amp。127。,而在淬火件末淬硬的截面中心處,首先形成裂紋并由內(nèi)往外擴(kuò)展而造成的。為了避免這類裂紋產(chǎn)生，往往使用水油雙液淬火工藝。在此工藝中實(shí)施高溫段內(nèi)的快速冷卻,目的僅僅在于確保外層金屬得到馬氏體組織,amp。127。而從內(nèi)應(yīng)力的角度來(lái)看,這時(shí)快冷有害無(wú)益。其次,冷卻后期緩冷的目的,主要不是為了降低馬氏體相變的膨脹速度和組織應(yīng)力值,而在于盡量減小截面溫差和截面中心部位金屬的收縮速度,從而達(dá)到減小應(yīng)力值和最終抑制淬裂的目的。 三、殘余壓應(yīng)力對(duì)工件的影響滲碳表面強(qiáng)化作為提高工件的疲勞強(qiáng)度的方法應(yīng)用得很廣泛的原因。一方面是由于它能有效的增加工件表面的強(qiáng)度和硬度，提高工件的耐磨性，另一方面是滲碳能有效的改善工件的應(yīng)力分布,在工件表面層獲得較大的殘余壓應(yīng)力,amp。127。提高工件的疲勞強(qiáng)度。如果在滲碳后再進(jìn)行等溫淬火將會(huì)增加表層殘余壓應(yīng)力,使疲勞強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提高。有人對(duì)35SiMn2MoV鋼滲碳后進(jìn)行等溫淬火與滲碳后淬火低溫回火的殘余應(yīng)力進(jìn)行過(guò)測(cè)試其結(jié)果如表1熱處理工藝殘余應(yīng)力值（kg/mm2)滲碳后880900度鹽浴加熱，260度等溫40分鐘65滲碳后880900度鹽浴加熱淬火，260度等溫90分鐘18滲碳后880900度鹽浴加熱，260度等溫40分鐘，260度回火90分鐘38從表1的測(cè)試結(jié)果可以看出等溫淬火比通常的淬火低溫回火工藝具有更高的表面殘余壓應(yīng)力。等溫