【正文】 火后的鋼加熱到 Ac1 以下某一溫度 ,保溫一定時間 ,后冷卻到室溫的熱處理工藝 . 目的 :消除淬火后因冷卻快而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ,降低脆性 ,使其具有韌性 ,防止變形 ,開裂 ,調(diào)整機(jī)械性能 . 1 低溫回火 :加熱溫度 150~250℃ 組織 : 回火馬氏體 — 過飽和度小的α 固溶體 ,片狀上分布細(xì)小ε 碳化物 目的 : 消除內(nèi)應(yīng)力 ,硬度不降 .HRC58~64 應(yīng)用 : 量具 ,刃具 低碳鋼 : 高塑性 ,韌性 ,較高強(qiáng)度 配合 2 中溫回火 :加熱溫度 350~500℃ 組織 : 極細(xì)的球 (粒 )狀 Fe3C和 F機(jī)械混合物 . (回火屈氏體 ) 目的 :減少內(nèi)應(yīng)力 ,提高彈性 ,硬度略降 . 應(yīng)用 :(~%)彈簧 ,模具 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 3 高溫回火 :500~650℃ 組織 : 回火索氏體 — 較細(xì)的球 (粒 )狀 Fe3C和 F機(jī)械混合物 . 目的 : 消除內(nèi)應(yīng)力 ,較高韌性 ,硬度更低 . 應(yīng)用 : 齒輪 ,曲軸 ,連桿等 (受交變載荷 ) 淬火 +高溫回火 調(diào)質(zhì) 五 表面淬火 表面層淬透到一定深度而中心部仍保持原狀態(tài) . 應(yīng)用 :既受摩擦 ,又受交變 ,沖擊載荷的件 . 目的 :提高表面的硬度 ,有利的殘余應(yīng)力 . 提高表面耐磨性 ,疲勞強(qiáng)度 加熱方法 :1 火焰 : 單間小批局部 ,質(zhì)量不穩(wěn) 2 感應(yīng)加熱 : 質(zhì)量不穩(wěn) 六 化學(xué)熱處理 工件放在某種化學(xué)介質(zhì)中加熱 ,保溫 ,使化學(xué)元素滲入工件表面 ,改善工件表面性能 . 應(yīng)用 : 受交變載荷 ,強(qiáng)烈磨損 ,或在腐蝕 ,高溫等條件下工作的工件 . 滲 C: 表面 成高碳鋼 ,細(xì)針狀高碳馬氏體 (~%),心部又有高韌性的受力較大的齒輪 ,軸類件 固體滲碳 , 液體滲碳 ,氣體滲碳 (常用 :滲碳劑如甲醇 +丙酮 900~930℃ ) 如 : 低碳鋼 ,表層 :P+Fe3CⅡ 內(nèi)部 :P+F 熱處理 :淬火 +低溫回火 得到回火 M(細(xì)小片狀 )+ Fe3CⅡ 表面含 C: ~% 若表面含 C低 ,得到低含 C的回火 M,硬度低 含 C高 ,網(wǎng)狀或大量塊狀滲C體 ,脆性↑ 滲 N: 表面硬度 ,耐磨性 ,耐蝕性 ,疲勞強(qiáng)度↑ 溫度 : 500~570℃ 最后工序 . 為保證內(nèi)部性能 ,氮化前調(diào)質(zhì) 優(yōu)點(diǎn) : 氮化后不淬火 ,硬度高 (HV850),氮化層殘余壓應(yīng)力 ,疲勞強(qiáng)度↑ 氮化物抗腐蝕 . 溫度低 ,變形小 . 碳氮共滲 : 硬度高 ,滲層較深 ,硬度變化平緩 ,具有良好的耐磨性 ,較小的表面脆性 . 第二篇 鑄 造 概述 一 什么是鑄造 ? 將液體金屬澆鑄到與零件形狀相適應(yīng)的鑄造空腔中 ,待其冷卻凝固后 ,以獲得零件或毛坯的方法 . 二 特點(diǎn) 1 優(yōu)點(diǎn) : 1) 可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜的零件 ,尤其復(fù)雜內(nèi)腔的毛坯 (如暖氣 ) 2) 適應(yīng)性廣 ,工業(yè)常用的金屬材料均可鑄造 . 幾克 ~幾百噸 . 3) 原材料來源廣泛 .價格低廉 . 廢鋼 ,廢件 ,切屑 4) 鑄件的形狀尺寸與零件非常接近 ,減少切削量 ,屬少無切削加工 . ∴ 應(yīng)用廣泛 : 農(nóng)業(yè)機(jī)械 40~70% 機(jī)床 :70~80%重量鑄件 2 缺點(diǎn) : 1) 機(jī)械性能不如鍛件 (組織粗大 ,缺陷多等 ) 2) 砂性鑄造中 ,單件 ,小批 ,工人勞動強(qiáng)度大 . 3) 鑄件質(zhì)量不 穩(wěn)定 ,工序多 ,影響因素復(fù)雜 ,易產(chǎn)生許多缺陷 . 鑄造的缺陷對鑄件質(zhì)量有著重要的影響 ,因此 ,我們從鑄件的質(zhì)量入手 ,結(jié)合鑄件主要缺陷的形成與防止 ,為選擇鑄造合金和鑄造方法打好基礎(chǔ) . 第一章 鑄造工藝基礎(chǔ) 167。 3 鋼的熱處理工藝 熱處理 : 整體熱處理 : 退火 正火 淬火 回火 表面熱處理 : 表面淬火 化學(xué)熱處理 — 滲碳 滲氮 一 退火 將鋼件加熱到高于或低于鋼的臨界點(diǎn) ,保溫一定時間 ,隨后在爐內(nèi)或埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中緩慢冷卻 ,以獲得接近平衡的組織 ,這種工藝叫 — 目的 : 1) 降低硬度 — 切削加工 2) 細(xì)化晶粒 ,改善組織 — 提高機(jī)械性能 3) 消除內(nèi)應(yīng)力 — 淬火準(zhǔn)備 4) 提高塑性 ,韌性 — 冷沖壓 , 冷拉拔 1 完全退火 :將鋼加熱到 Ac3以上 30~50℃ ,保溫一定時間后 ,緩慢冷卻以獲得接近平衡狀態(tài)組織(P+F)的熱處理工藝 . 目的 :通過完全重結(jié)晶 ,使鍛 ,鑄 ,焊件降低硬度 ,便于切削加工 ,同時可消除內(nèi)應(yīng)力 ,使 A充分轉(zhuǎn)變成正常的 F和 P. 應(yīng)用 : 亞共析鋼 * 不能用于共析鋼 ,∵在 Accm 以上緩冷 ,會析出網(wǎng)狀滲碳體 (Fe3CⅡ ),脆性↑ 2 不 完全退火 :將共析鋼或過共析鋼加熱到 Ac1 以上 20~30℃ ,適當(dāng)保溫 ,緩慢冷卻的熱處理工藝 又叫球化退火 . 目的 :使珠光體組織中的片狀滲碳體轉(zhuǎn)變?yōu)榱罨蚯驙?,這種組織能將低硬度 ,改善切削加工性 .并為以后淬火做準(zhǔn)備 .減小變形和開裂的傾向 . 應(yīng)用 :共析鋼 ,過共析鋼 (球化退火 ) 3 等溫退火：將鋼件加熱到 Ac3A（亞共析鋼）或 Ac1(共析鋼或過共析鋼 )以上 ,保溫后較快地冷卻到稍低于 Ar1的溫度 ,再等溫處理 ,A 轉(zhuǎn)變成 P 后 ,出爐空冷 . 目的 : 節(jié)省退火時間 ,得到更均勻的組織 ,性能 . 應(yīng)用 : 合金工具鋼 ,高合金鋼 4 去應(yīng)力退火 :將鋼加熱到 Ac1以下某一溫度 (約 500~650℃ )保溫后緩冷 . (又叫低溫退火 ) 目的 :消除內(nèi)應(yīng)力 應(yīng)用 :鑄 ,鍛 ,焊 *不發(fā)生相變 ,重結(jié)晶 例子 :杯裂 5 再結(jié)晶退火 :將鋼件加熱到再結(jié)晶溫度以上 150~250℃ ,即 650~750℃ ,保溫 ,空冷 . 目的 : 發(fā)生再結(jié)晶 ,消除加工硬化 . 應(yīng)用 : 冷扎 ,冷拉 ,冷壓等 * 可能相變 6 擴(kuò)散退火 : 均勻化退火 ,高溫進(jìn)行 目的 :消除偏析 ,應(yīng)用 :鑄件 二 正火 鋼件加熱到 Ac3(亞 )或 Accm(過共 )以上 30~50℃ ,保溫 ,空冷 * 正火作用 與退火相似 ,區(qū)別是正火冷速快 ,得到非平衡的珠光體組織 ,細(xì)化晶粒 ,效果好 ,能得到片層間距較小的珠光體組織 . 與退火對比 含碳量 工藝 碳素結(jié)構(gòu)鋼 (HB) 碳素工具鋼 (HB) ≤ ~% ~% ~% 退火 ≤ 150 150220 220229 187217(球化 ) 正火 ≤ 156 156228 230280 229341 實(shí)踐表明 :工件硬度 HB170230 時 ,對切削有利 正火目的 :1 提高機(jī)械性能 2 改善切削加 工性 3 為淬火作組織準(zhǔn)備 — 大晶粒易開裂 對于過共析鋼 ,正火能減少二次滲碳體的析出 ,使其不形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,有利于縮短過共析鋼的球化退火過程 ,經(jīng)正火和球化退火的過共析鋼有較高的韌性 ,淬火就不易開裂 ,用于生產(chǎn)過共析鋼的工具的工藝路線 : 鍛造 — 正火 — 球化退火 — 切削加工 — 淬火 , 回火 — 磨 低碳鋼 ,正火代替退火 ,中 C鋼 : 正火代調(diào)質(zhì) (但晶粒不均 ) 三 淬火 將鋼件加熱到 Ac3(亞 )或 Ac1(過 )以上 3050℃ ,經(jīng)過保 溫 ,然后在冷卻介質(zhì)中迅速冷卻 ,以獲得高硬度組織的一種熱處理工藝 . 目的 :提高硬度 ,耐磨性 應(yīng)用 :工具 ,模具 ,量具 ,滾動軸承 . 組織 :馬氏體 .下貝氏體 淬火冷卻 :決定質(zhì)量 ,理想冷卻速度兩頭慢中間快 .減少內(nèi)應(yīng)力 . 1 常用淬火法 : 1) 單液淬火 (普通淬火 ):在一種淬火介質(zhì)中連續(xù)冷卻至室溫 .如碳鋼水冷 缺點(diǎn) : 水冷 ,易變形 ,開裂 . 油冷 :易硬度不足 ,或不均 優(yōu)點(diǎn) : 易作 ,易自動化 . 2) 雙液淬火 :先在冷卻能力較強(qiáng)的介質(zhì)中冷卻到 300℃左右 ,再放入冷卻到冷卻能力較弱的介質(zhì)中 冷卻 ,獲得馬氏體 . 對于形狀的碳鋼件 ,先水冷 ,后空冷 . 優(yōu)點(diǎn) : 防低溫時 M相變開裂 . 3) 分級淬火 :工件加熱后迅速投入溫度稍高于 Ms點(diǎn)的冷卻介質(zhì)中 ,(如言浴火堿浴槽中 )停 25分(待表面與心部的溫差減少后再取出 )取出空冷 . 應(yīng)用 :小尺寸件 (如刀具淬火 ) 防變形 ,開裂 優(yōu)點(diǎn) : 工藝?yán)硐?,操作容易 缺點(diǎn) : ∵在鹽浴中冷卻 ,速度不夠大 ∴只適合小件 4) 等溫淬火 :將加熱后的鋼件放入稍高于 Ms 溫度的鹽浴中保溫足夠時間 , 使其發(fā)生下貝氏體轉(zhuǎn)變 ,隨后空冷 . 應(yīng)用 : 形狀 復(fù)雜的小零件 ,硬度較高 ,韌性好 ,防變形 ,開裂 . 例子 :螺絲刀 (T7 鋼制造 ) 用淬火 +低溫回火 HRC55, 韌性不夠 ,扭 10176。 共析鋼連續(xù)冷卻，只有珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)和馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)。 350 ~ 230℃ 下貝氏體 B 下 比 B 上 有較高強(qiáng)、硬、韌、塑。 l c）珠光體層片越薄，塑變抗力越大，強(qiáng)，硬越大。 2 熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變 一 鋼在加熱時的組織轉(zhuǎn)變 1 臨界溫度 : 狀態(tài)圖上 A1 : 共析線 (PA) 臨界溫度 : A3 : A 析出 F(FA) 極緩慢冷卻 Acm : A 析出 Fe3CⅡ ( ) 實(shí)際加 熱臨界溫度 Ac1 Ac3 A “過熱” Accm 實(shí)際冷卻臨界溫度 Ar1 P Ar3 A 析出 F “過冷” Arcm 析出 Fe3CⅡ 2組織轉(zhuǎn)變 1) 共析鋼 : P(F+Fe3C)A (1) A 晶核形成 :F和 Fe3C 界面上先形成 A晶核 (因界面原子排列不規(guī)則 ,缺陷多 ,能量低 ) (2) A 晶核長大 :F晶格轉(zhuǎn)變 ,Fe3C不斷溶入 A, A 晶核不斷生成 ,長大 .F 轉(zhuǎn)變快 , 先消失 . (3) 殘余滲碳體的溶解 :隨保溫時間加長 , 殘余 Fe3C逐漸溶入 A (4)A 成分均勻化 : A 轉(zhuǎn)變完成后 ,各處含 C濃度不均勻 ,繼續(xù)保溫 ,C充分?jǐn)U散 ,得到單一的均勻 A 這個過程是 A重結(jié)晶的過程 . 2) 亞共析鋼 : F+P— Ac1— F+A— Ac3A 3) 過共析鋼 : P+ Fe3CⅡ Ac1— A+ Fe3CⅡ AccmA(晶粒粗化 ) 二 鋼在冷卻時的組織轉(zhuǎn)變 (鋼在室溫時的機(jī)械性能不僅與加熱 ,保溫有關(guān) ,與冷卻過程也有關(guān) ) 1 冷卻方式 1) 連續(xù)冷卻 : 時加熱到 A的鋼 ,在溫度連續(xù)下降的過程中發(fā)生組織轉(zhuǎn)變 . 水冷 油冷 空冷 (正火 ) 爐冷 (退火 ) 2) Ar1 (2) (1) 等溫冷卻 : 使加熱到 A的鋼 ,先以較快的速度冷卻到 Ar1線下某一溫度 ,成為過冷 A,保溫 ,使 A在等溫下發(fā)生組織轉(zhuǎn)變 ,轉(zhuǎn)變完 ,再冷卻到室溫 . 等溫退火 等溫淬火 2 共析鋼冷卻時的等溫轉(zhuǎn)變 以共析鋼為例 ,進(jìn)行一系列不同過冷度的等溫冷卻實(shí)驗(yàn) ,可以測出過冷奧氏體在恒溫下開始轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)變終了的時間 ,畫到”溫度 — 時間”坐標(biāo)系中 ,然后 ,把開始轉(zhuǎn)變的時間和轉(zhuǎn)變終了的時間分別連接起來 ,即得到共析鋼的奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線 .又叫 C 曲線 . 1) 高溫產(chǎn)物 : Ar1 ～ 650℃ P 層片較厚 500X 顯微鏡 HRC1020 650～ 600℃ 細(xì)珠光體 索氏體 S