金屬材料與金屬熱處理工藝基本知識(shí)(編輯修改稿)
2025-03-15 02:07 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，簡(jiǎn)稱 “ 調(diào)質(zhì) ” 。調(diào)質(zhì)廣泛用于處理重要的結(jié)構(gòu)零件，如軸、齒輪等。● 低溫回火（ 150～ 250℃ ）組織為回火馬氏體，能降低內(nèi)應(yīng)力和脆性，并保持高硬度和耐磨性。用于工具、模具、軸承、滲碳件及經(jīng)表面淬火的工件。 圖 16 ● 淬火鋼出現(xiàn)沖擊韌性顯著下降的現(xiàn)象稱為 “回火脆性 ”， 如圖● 回火脆性 ● 在 250～ 350℃ 回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為低溫回火脆性。一般不在此溫度范圍內(nèi)進(jìn)行回火。 ●高溫回火脆性 ● 在 500～ 650℃ 回火時(shí)出現(xiàn)的脆性稱為高溫回火脆性。主要發(fā)生在含 Cr、 Ni、 Mn等合金元素的結(jié)構(gòu)鋼中。 ● 快冷可防止高溫脆性，在鋼中加入Ｗ（約 1%）Ｍ o（約 %）等合金元素可有效抑制這類脆性的產(chǎn)生。圖 17 ● 淬火回火的工藝缺陷● 硬度不足 是由淬火加熱溫度低、表面脫碳、冷速不夠、鋼材淬透性低等原因造成的。可采用相應(yīng)措施加以防治?！? 硬度不均勻 是由原始組織粗大且不均勻、冷卻不均勻等原因造成的。可通過(guò)正火后重新淬火來(lái)消除。● 過(guò)熱和過(guò)燒過(guò)熱組織可通過(guò)重新淬火來(lái)消除；工件一旦過(guò)燒則只能報(bào)廢。7) 鋼的表面淬火● 利用快速加熱將表面層奧氏體化后進(jìn)行淬火，以強(qiáng) 化零件表面的熱處理方法?！?表面淬火用材料含碳量為 ～ %的中碳鋼及鑄鐵。● 預(yù)備熱處理預(yù)備熱處理為表面淬火作準(zhǔn)備，以獲得最終的心部組織。方法有調(diào)質(zhì)和正火等?！?表面淬火后的組織表層組織為回火馬氏體， 心部組織為回火索氏體 (調(diào)質(zhì)）或鐵素體加索氏體（正火）?！?感應(yīng)加熱表面淬火● 感應(yīng)加熱的基本原理 感應(yīng)加熱表面淬火的裝置如圖。● 交變磁場(chǎng)使工件內(nèi)部感生出巨大的渦流 。● 感應(yīng)電流在工件表層密度最大，而心部密度為零，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng) 。● 電流透入的深度與感應(yīng)電流的頻率有關(guān) 。● 電流頻率越高，感應(yīng)電流透入深度越淺 。圖 18感應(yīng)加熱表面淬火的裝置 ● 高頻感應(yīng)加熱 電流頻率范圍 250～ 300kHz，淬硬層深度為 ～，適用于中小模數(shù)的齒輪及中小尺寸的軸類零件。 ● 中頻感應(yīng)加熱 電流頻率范圍 2500～ 800kHz，淬硬層深度 2～ 10mm，適用于較大的軸和大中模數(shù)齒輪。 ● 工頻感應(yīng)加熱 電流頻率 50Hz，淬硬層深度可達(dá) 10～ 15mm，適用 于較大直徑零件的穿透加熱及大直徑零件如軋輥、火車車輪的表面淬火。 ● 感應(yīng)加熱表面淬火后的回火 一般只進(jìn)行低溫回火，回火溫度一般不高于 200℃。● 感應(yīng)加熱的分類● 加熱溫度高。● 感應(yīng)加熱表面淬火后工件表層硬度高，脆性較低?！?工件表面質(zhì)量好?！?生產(chǎn)效率高?！? 感應(yīng)加熱表面淬火的特點(diǎn)● 特點(diǎn)及應(yīng)用： 設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、靈活性大，但淬火質(zhì)量較難控制。主要用于單件小批量生產(chǎn)件及大型零件的表面淬火。圖 20 圖 19 ●火焰加熱表面淬火● 電接觸加熱的原理如圖?！? 電接觸加熱表面淬火● 特點(diǎn)及應(yīng)用： 工件變形小，工藝簡(jiǎn)單，不需回火，但硬化層薄。形狀復(fù)雜的工件不宜采用。圖 21 8) 模具鋼 用作冷沖壓模、熱鍛壓模、擠壓模、壓鑄模等模具的鋼稱為模具鋼。根據(jù)性質(zhì)和使用條件的不同，可分為 冷作模具鋼和熱作模具鋼 兩大類。 (1)冷作模具鋼 冷作模具鋼是用于在室溫下對(duì)金屬進(jìn)行變形加工的模具，包括冷沖模、冷鐓模、冷擠壓模、拉絲模、落料模等。 ● 工作條件和性能要求 處于工作狀態(tài)的冷作模具承受著強(qiáng)烈的沖擊載荷和摩擦、很大的壓力和彎曲力的作用，主要的失效破壞形式包括磨損、變形和開(kāi)裂等，因此冷作模具鋼要求具有較高的硬度和耐磨性，良好的韌性和疲勞強(qiáng)度。 (1)冷作模具鋼 ● 工作條件和性能要求 (續(xù) )截面尺寸較大的模具還要求具有較高的淬透性，高精度模具則要求熱處理變形小。 ● 化學(xué)成分為保證獲得高硬度和高耐磨性，冷作模具鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，大多超過(guò) 1． o％ C，有的甚至高達(dá) 2． 0％ C。鉻是冷作模具鋼中的主要合金元素，能提高淬透性，形成 Cr7C3?；?(Cr， Fe)7C3。等碳化物，能明顯提高鋼的耐磨性。錳可以提高淬透性和強(qiáng)度，鎢、鉬、釩等與碳形成細(xì)小彌散的碳化物，除了進(jìn)一步提高淬透性、耐磨性、細(xì)化晶粒外，還能提高回火穩(wěn)定性、強(qiáng)度和韌性。 (1)冷作模具鋼 ● 熱處理特點(diǎn) 冷作模具鋼熱處理的目的是最大限度地滿足其性能要求，以便能正常工作，現(xiàn)以 Crl2MoV 冷作模具專用鋼制造沖孔落料模為例來(lái)分析熱處理工藝方法及制定生產(chǎn)工藝路線。沖孔落料模的凸、凹模均要求硬度在 58—60HRC 之內(nèi)，要求具有較高的耐磨性、強(qiáng)度和
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