金屬材料的熱處置懲罰 根蒂根基 常識(shí)

1．金屬組織

金屬：具有不透明、金屬光澤優(yōu)越 的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性而且 其導(dǎo)電能力隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特征 的物資 。金屬內(nèi)部原子具有紀(jì)律 性擺列的固體（即晶體）。

合金：由兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬構(gòu)成 ，具有金屬特征 的物資 。

相：合金中成份、構(gòu)造 、機(jī)能 溝通 的構(gòu)成 部門。

固溶體：是一個(gè)（或幾個(gè)）組元的原子（化合物）溶入另外一 個(gè)組元的晶格中，而仍連結(jié) 另外一 組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。

固溶強(qiáng)化：因?yàn)?溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn)，使晶格發(fā)生畸變，使固溶體硬度和強(qiáng)度升高，這類 現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。

化合物：合金組元間發(fā)生化合感化 ，生成一種具有金屬機(jī)能 的新的晶體固態(tài)構(gòu)造 。

機(jī)械夾雜 物：由兩種晶體構(gòu)造 而構(gòu)成 的合金構(gòu)成 物，固然 是兩面種晶體，倒是 一種構(gòu)成 成份 ，具有自力 的機(jī)械機(jī)能 。

鐵素體：碳在a-Fe（體心立方構(gòu)造 的鐵）中的間隙固溶體。

奧氏體：碳在g-Fe（面心立方構(gòu)造 的鐵）中的間隙固溶體。

滲碳體：碳和鐵構(gòu)成 的不變化合物（Fe3c）。

珠光體：鐵素體和滲碳體構(gòu)成 的機(jī)械夾雜 物（F+Fe3c 含碳0.8%）

萊氏體：滲碳體和奧氏體構(gòu)成 的機(jī)械夾雜 物（含碳4.3%）

金屬熱處置是機(jī)械制造中的主要 工藝之一，與其它加工工藝比擬 ，熱處置一般不改變工件的外形 和整體的化學(xué)成份 ，而是經(jīng)由過程 改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件外面 的化學(xué)成份 ，付與 或改良 工件的使用機(jī)能 。其特點(diǎn)是改良 工件的內(nèi)涵 質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。

為使金屬工件具有所需要的力學(xué)機(jī)能 、物理機(jī)能 和化學(xué)機(jī)能 ，除公道 選用材料和各類 成形工藝外，熱處置工藝常常 是必不成少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中運(yùn)用 最廣的材料，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以經(jīng)由過程 熱處置予以節(jié)制 ，所以鋼鐵的熱處置是金屬熱處置的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以經(jīng)由過程 熱處置改變其力學(xué)、物理和化學(xué)機(jī)能 ，以獲得分歧 的使用機(jī)能 。

在從石器時(shí)期 進(jìn)展到銅器時(shí)期 和鐵器時(shí)期 的進(jìn)程 中，熱處置的感化 逐步 為人們所熟悉 。早在公元前770～前222年，中國人在出產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的機(jī)能 會(huì)因溫度和加壓變形的影響而 轉(zhuǎn)變 。白口鑄鐵的柔化處置就是制造耕具 的主要 工藝。

公元前六世紀(jì)，鋼鐵火器 逐步 被采取 ，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂獲得 敏捷 成長 。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，申明 是顛末淬火的。

跟著 淬火手藝 的成長 ，人們逐步 發(fā)現(xiàn)淬冷劑對淬火質(zhì)量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這申明 中國在古代就留意 到分歧 水質(zhì)的冷卻能力了，同時(shí)也留意 了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%，而外面 含碳量卻達(dá)0.6%以上，申明 已運(yùn)用 了滲碳工藝。但那時(shí)作為小我 “手藝”的機(jī)要，不愿 別傳 ，因此 成長 很慢。

1863年，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展現(xiàn) 了鋼鐵在顯微鏡下的六種分歧 的金相組織，證清楚明了 鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變成 一種較硬的相。法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，和 英國人奧斯汀最早制訂 的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處置工藝初步奠基 了理論根蒂根基 。與此同時(shí)，人們還研究了在金屬熱處置的加熱進(jìn)程 中對金屬的庇護(hù)方式 ，以免 加熱進(jìn)程 中金屬的氧化和脫碳等。

1850～1880年，對 運(yùn)用 各類 氣體(諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等)進(jìn)行庇護(hù)加熱曾有一系列專利。1889～1890年英國人萊克獲很多 種金屬亮光 熱處置的專利。

二十世紀(jì)以來，金屬物理的成長 和其它新手藝 的移植運(yùn)用 ，使金屬熱處置工藝獲得 更年夜 成長 。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年，在工業(yè)出產(chǎn)中運(yùn)用 轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳 ；30年月 呈現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì),使?fàn)t內(nèi)氛圍 的碳勢到達(dá) 可控，今后 又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探甲等進(jìn)一步節(jié)制 爐內(nèi)氛圍 碳勢的方式 ；60年月 ，熱處置手藝 運(yùn)用了等離子場的感化 ，成長 了離子滲氮、滲碳工藝 ；激光、電子束手藝 的運(yùn)用 ，又使金屬獲得了新的外面 熱處置和化學(xué)熱處置方式 。

金屬熱處置的工藝

熱處置工藝一般包孕 加熱、保溫、冷卻三個(gè)進(jìn)程 ，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)進(jìn)程 。這些進(jìn)程 相互 跟尾 ，不成中斷 。

加熱是熱處置的主要 工序之一。金屬熱處置的加熱方式 很多，最早是采取 柴炭 和煤作為熱源，進(jìn)而運(yùn)用 液體和藹 體燃料。電的運(yùn)用 使加熱易于節(jié)制 ，且無情況 污染。哄騙這些熱源可以直接加熱，也能夠 經(jīng)由過程 熔融的鹽或金屬，以致 浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。

金屬加熱時(shí)，工件表露在空氣中，經(jīng)常 發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件外面 碳含量下降 )，這對 熱處置后零件的外面 機(jī)能 有很晦氣 的影響。因此 金屬凡是應(yīng)在可控氛圍 或庇護(hù)氛圍 中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方式 進(jìn)行庇護(hù)加熱。

加熱溫度是熱處置工藝的主要 工藝參數(shù)之一，選擇和節(jié)制 加熱溫度 ，是包管 熱處置質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處置的金屬材料和熱處置的目的分歧 而異，但一般都是加熱到相變溫度以上，以獲得高溫組織。另外轉(zhuǎn)變需要必然 的時(shí)候 ，是以 當(dāng)金屬工件外面 到達(dá) 要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度連結(jié) 一守時(shí)候 ，使表里 溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時(shí)候 稱為保溫時(shí)候 。采取 高能密度加熱和外面 熱處置時(shí)，加熱速度極快，一般就沒有保溫時(shí)候 ，而化學(xué)熱處置的保溫時(shí)候 常常 較長。

冷卻也是熱處置工藝進(jìn)程 中不成貧乏 的步調(diào) ，冷卻方式 因工藝分歧 而分歧 ，主如果 節(jié)制 冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種分歧 而有分歧 的要求，例如空硬鋼便可 以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬。

金屬熱處置工藝年夜 體可分為整體熱處置、外面 熱處置和化學(xué)熱處置三年夜 類。憑據(jù) 加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方式 的分歧 ，每 年夜 類又可辨別 為若干分歧 的熱處置工藝。統(tǒng)一 種金屬采取 分歧 的熱處置工藝，可獲得分歧 的組織，從而具有分歧 的機(jī)能 。鋼鐵是工業(yè)上運(yùn)用 最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜，是以 鋼鐵熱處置工藝種類繁多。

整體熱處置是對工件整體加熱，然后以恰當(dāng) 的速度冷卻，以改變其整體力學(xué)機(jī)能 的金屬熱處置工藝。鋼鐵整體熱處置年夜 致有退火、正火、淬火和回火四種根基 工藝。

退火是將工件加熱到恰當(dāng) 溫度，憑據(jù) 材料和工件尺寸采取 分歧 的保溫時(shí)候 ，然落后 行遲緩 冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織到達(dá) 或接近均衡 狀況 ，獲得優(yōu)越 的工藝機(jī)能 和使用機(jī)能 ，或 為進(jìn)一步淬火作組織籌辦。正火是將工件加熱到適合 的溫度后在空氣中冷卻，正火的結(jié)果 同退火類似 ，只是獲得 的組織更細(xì)，經(jīng)常使用 于改良 材料的切削機(jī)能 ，也有時(shí)用于對一些要求不高的零件作為終究 熱處置。

淬火是將工件加熱保溫后，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(shí)變脆。為了下降 鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一恰當(dāng) 溫度進(jìn)行長時(shí)候 的保溫，再進(jìn)行冷卻，這類 工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處置中的“四把火”，此中的淬火與回火關(guān)系親切 ，經(jīng)常 合營 使用，缺一不成。

“四把火”跟著 加熱溫度和冷卻方式的分歧 ，又演化 出分歧 的熱處置工藝 。為了獲得必然 的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火連系 起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火構(gòu)成 過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的恰當(dāng) 溫度下連結(jié) 較長時(shí)候 ，以提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。如許 的熱處置工藝稱為時(shí)效處置。

把壓力加工形變與熱處置有用 而慎密 地連系 起來進(jìn)行，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性合營 的方式 稱為形變熱處置；在負(fù)壓氛圍 或真空中進(jìn)行的熱處置稱為真空熱處置，它不但 能使工件不氧化，不脫碳，連結(jié) 處置后工件外面 光潔，提高工件的機(jī)能 ，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處置。

外面 熱處置是只加熱工件表層，以改變其表層力學(xué)機(jī)能 的金屬熱處置工藝。為了只加熱工件表層而不使過量 的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單元 面積的工件上賜與 較年夜 的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)到達(dá) 高溫。外面 熱處置的主要方式 有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處置，經(jīng)常使用 的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等。

化學(xué)熱處置是經(jīng)由過程 改變工件表層化學(xué)成份 、組織和機(jī)能 的金屬熱處置工藝?；瘜W(xué)熱處置與外面 熱處置分歧 的地方 是后者改變了工件表層的化學(xué)成份 。化學(xué)熱處置是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體、固體)中加熱，保溫較長時(shí)候 ，從而使工件表層滲透 碳、氮、硼和鉻等元素。滲透 元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處置工藝如淬火及回火。化學(xué)熱處置的主要方式 有滲碳、滲氮、滲金屬。

熱處置是機(jī)械零件和工模具制造進(jìn)程 中的主要 工序之一。年夜 體來講 ，它可以包管 和提高工件的各類 機(jī)能 ，如耐磨、耐侵蝕 等。還可以改良 毛坯的組織和應(yīng)力狀況 ，以利于進(jìn)行各類 冷、熱加工。

例如白口鑄鐵經(jīng)太長 時(shí)候 退火處置可以獲得可鍛鑄鐵，提高塑性 ；齒輪采取 準(zhǔn)確 的熱處置工藝，使用壽命可以比不經(jīng)熱處置的齒輪成倍或幾十倍地提高；另外，價(jià)廉的碳鋼經(jīng)由過程 滲透 某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼機(jī)能 ，可以取代 某些耐熱鋼、不銹鋼；工模具則幾近 悉數(shù) 需要顛末熱處置方可以使 用。

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鋼的分類

鋼是以鐵、碳為主要成份 的合金，它的含碳量一般小于2.11% 。鋼是經(jīng)濟(jì)扶植 中極其 主要 的金屬材料。

鋼按化學(xué)成份 分為碳素鋼（簡稱碳鋼）與合金鋼兩年夜 類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金，除鐵、碳為其主要成份 外，還含有少許 的錳、硅、硫、磷等雜質(zhì)。碳鋼具有必然 的機(jī)械機(jī)能 ，又有優(yōu)越 的工藝機(jī)能 ，且價(jià)錢 低廉。是以 ，碳鋼獲得了普遍 的運(yùn)用 。但跟著 現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)手藝 的敏捷 成長 ，碳鋼的機(jī)能 已不克不及 完全知足 需要，因而 人們研制了各類 合金鋼。合金鋼是在碳鋼根蒂根基 上，有目的地到場 某些元素（稱為合金元素）而獲得 的多元合金。與碳鋼比，合金鋼的機(jī)能 有顯著的提高，故運(yùn)用 日趨 普遍 。

因?yàn)?鋼材品種繁多，為了便于出產(chǎn)、保管、選用與研究，必需 對鋼材加以分類。按鋼材的用處 、化學(xué)成份 、質(zhì)量的分歧 ，可將鋼分為很多 類：

一． 按用處 分類

按鋼材的用處 可分為構(gòu)造 鋼、對象 鋼、特殊機(jī)能 鋼三年夜 類。

構(gòu)造 鋼：1.用作各類 機(jī)械 零件的鋼。它包孕 滲碳鋼、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及轉(zhuǎn)動(dòng) 軸承鋼。

2．用作工程構(gòu)造 的鋼。它包孕 碳素鋼中的甲、乙、特類鋼及通俗 低合金鋼。

對象 鋼：用來制造各類 對象 的鋼。憑據(jù) 對象 用處 分歧 可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼。

特殊機(jī)能 鋼：是具有特殊物理化學(xué)機(jī)能 的鋼?？煞譃椴讳P鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。

二． 按化學(xué)成份 分類

按鋼材的化學(xué)成份 可分為碳素鋼和合金鋼兩年夜 類。

碳素鋼：按含碳量又可分為低碳鋼（含碳量≤0.25%）；中碳鋼（0.25%＜含碳量＜0.6%）；高碳鋼（含碳量≥0.6%）。

合金鋼：按合金元素含量又可分為低合金鋼（合金元素總含量≤5%）；中合金鋼（合金元素總含量=5%--10%）；高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。另外 ，憑據(jù) 鋼中所含主要合金元素種類分歧 ，也可分為錳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等。

三． 按質(zhì)量分類

按鋼材中有害雜質(zhì)磷、硫的含量可分為通俗 鋼（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%；或磷、硫含量均≤0.050%）；優(yōu)良 鋼（磷、硫含量均≤0.040%）；高級優(yōu)良 鋼（含磷量≤0.035%、含硫量≤0.030%）。

另外 ，還有按冶煉爐的種類，將鋼分為平爐鋼（酸性平爐、堿性平爐），空氣轉(zhuǎn)爐鋼（酸性轉(zhuǎn)爐、堿性轉(zhuǎn)爐、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼）與電爐鋼。按冶煉時(shí)脫氧水平 ，將鋼分為沸騰鋼（脫氧不完全），平靜 鋼（脫氧對照 完全）及半平靜 鋼。

鋼廠在給鋼的產(chǎn)物 定名 時(shí)，常常 將用處 、成份 、質(zhì)量這三種分類方式 連系 起來。如將鋼稱為通俗 碳素構(gòu)造 鋼、優(yōu)良 碳素構(gòu)造 鋼、碳素對象 鋼、高級優(yōu)良 碳素對象 鋼、合金構(gòu)造 鋼、合金對象 鋼等。

金屬材料的機(jī)械機(jī)能

金屬材料的機(jī)能 一般分為工藝機(jī)能 和使用機(jī)能 兩類。所謂工藝機(jī)能 是指機(jī)械零件在加工制造進(jìn)程 中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下顯示 出來的機(jī)能 。金屬材料工藝機(jī)能 的黑白，決議了它在制造進(jìn)程 中加工成形的順應(yīng) 能力。因?yàn)?加工條件分歧 ，要求的工藝機(jī)能 也就分歧 ，如鑄造機(jī)能 、可焊性、可鍛性、熱處置機(jī)能 、切削加工性等。所謂使用機(jī)能 是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料顯示 出來的機(jī)能 ，它包孕 機(jī)械機(jī)能 、物理機(jī)能 、化學(xué)機(jī)能 等。金屬材料使用機(jī)能 的黑白，決議了它的使用規(guī)模與使用壽命。

在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫、常壓和非強(qiáng)烈侵蝕 性介質(zhì)中使用的，且在使用進(jìn)程 中各機(jī)械零件都將承受分歧 載荷的感化 。金屬材料在載荷感化 下抵當(dāng)損壞 的機(jī)能 ，稱為機(jī)械機(jī)能 （或稱為力學(xué)機(jī)能 ）。

金屬材料的機(jī)械機(jī)能 是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要根據(jù) 。外加載荷性質(zhì)分歧 （例如拉伸、緊縮 、改變 、沖擊、輪回 載荷等），對金屬材料要求的機(jī)械機(jī)能 也將分歧 。經(jīng)常使用 的機(jī)械機(jī)能 包孕 ：強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、屢次 沖擊抗力和委靡極限等。下面將離別 計(jì)議各類 機(jī)械機(jī)能 。

1． 強(qiáng)度

強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷感化 下抵當(dāng)損壞 （過量塑性變形或斷裂）的機(jī)能 。因?yàn)?載荷的感化 方式有拉伸、緊縮 、曲折 、剪切等情勢 ，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等。各類 強(qiáng)度間常有必然 的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最根基 的強(qiáng)度指針。

2． 塑性

塑性是指金屬材料在載荷感化 下，發(fā)生 塑性變形（永遠(yuǎn) 變形）而不損壞 的能力。

3． 硬度

硬度是權(quán)衡 金屬材料軟硬水平 的指針。今朝 出產(chǎn)中測定硬度方式 最經(jīng)常使用 的是壓入硬度法，它是用必然 幾何外形 的壓頭在必然 載荷下壓入被測試的金屬材料外面 ，憑據(jù) 被壓入水平 來測定其硬度值。

經(jīng)常使用 的方式 有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和維氏硬度（HV）等方式 。

4． 委靡

前面所計(jì)議的強(qiáng)度、塑性、硬度都是金屬在靜載荷感化 下的機(jī)械機(jī)能 指針?，F(xiàn)實(shí) 上，很多 機(jī)械 零件都是在輪回 載荷下工作的，在這類 條件下零件會(huì)發(fā)生 委靡。

5． 沖擊韌性

以很年夜 速度感化 于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷，金屬在沖擊載荷感化 下抵當(dāng)損壞 的能力叫做沖擊韌性。 [pagebreak]

退火---淬火---回火

一．退火的種類

1． 完全退火和等溫退火

完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般簡稱為退火，這類 退火主要用于亞共析成份 的各類 碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于焊接構(gòu)造 。一般常作為一些不重工件的終究 熱處置，或作為某些工件的預(yù)先熱處置。

2． 球化退火

球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金對象 鋼（如制造刃具，量具，模具所用的鋼種）。其主要目的在于下降 硬度，改良 切削加工性，并為今后 淬火作好籌辦。

3． 去應(yīng)力退火

去應(yīng)力退火又稱低溫退火（或高溫回火），這類 退火主要用來消弭 鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應(yīng)力。假如 這些應(yīng)力不予消弭 ，將會(huì)引發(fā) 鋼件在一守時(shí)候 今后 ，或在隨后的切削加工進(jìn)程 中發(fā)生 變形或裂紋。

二．淬火時(shí)，最經(jīng)常使用 的冷卻介質(zhì)是鹽水，水和油。鹽水淬火的工件，輕易 獲得 高的硬度和光潔的外面 ，不輕易 發(fā)生 淬不硬的軟點(diǎn)，但卻易使工件變形嚴(yán)重，甚至發(fā)生開裂。而用油作淬火介質(zhì)只合用 于過冷奧氏體的不變性對照 年夜 的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。

三．鋼回火的目的

1． 下降 脆性，消弭 或削減 內(nèi)應(yīng)力，鋼件淬火后存在很年夜 內(nèi)應(yīng)力和脆性，如不實(shí)時(shí)回火常常 會(huì)使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。

2． 獲得工件所要求的機(jī)械機(jī)能 ，工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性年夜 ，為了知足 各類 工件的分歧 機(jī)能 的要求，可以經(jīng)由過程 恰當(dāng) 回火的合營 來調(diào)劑 硬度，減小脆性，獲得 所需要的韌性，塑性。

3． 不變工件尺寸

4． 對 退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）后常采取 高溫回火，使鋼中碳化物恰當(dāng) 群集 ，將硬度下降 ，以利切削加工。

爐型的選擇

爐型應(yīng)根據(jù) 分歧 的工藝要求及工件的類型來決議

1．對 不克不及 成批定型出產(chǎn)的，工件年夜 小不相等的，種類較多的，要求工藝上具有通用性、

多用性的，可選用箱式爐。

2．加熱長軸類及長的絲桿，管子等工件時(shí)，可選用深井式電爐。

3．小批量的滲碳零件，可選用井式氣體滲碳爐。

4．對 年夜 批量的汽車、拖沓 機(jī)齒輪等零件的出產(chǎn)可選持續(xù)式滲碳出產(chǎn)線或箱式多用爐。

5．對沖壓件板材坯料的加熱年夜 批量出產(chǎn)時(shí)，最好選用轉(zhuǎn)動(dòng) 爐，輥底爐。

6．對成批的定型零件，出產(chǎn)上可選用推桿式或傳送帶式電阻爐（推桿爐或鑄帶爐）

7．小型機(jī)械零件如：螺釘，螺母等可選用振底式爐或網(wǎng)帶式爐。

8．鋼球及滾柱熱處置可選用內(nèi)螺旋的反轉(zhuǎn)展轉(zhuǎn) 管爐。

9．有色金屬錠坯在年夜 批量出產(chǎn)時(shí)可用推桿式爐，而對有色金屬小零件及材料可用空氣輪回 加熱爐。

加熱缺點(diǎn) 及節(jié)制

　1、 過熱現(xiàn)象

我們知道熱處置進(jìn)程 中加熱過熱最易致使 奧氏體晶粒的粗年夜 ，使零件的機(jī)械機(jī)能 下降。

1.一般過熱：加熱溫渡過 高或在高溫下保溫時(shí)候 太長 ，引發(fā) 奧氏體晶粒粗化稱為過熱。粗年夜 的奧氏體晶粒會(huì)致使 鋼的強(qiáng)韌性下降 ，脆性轉(zhuǎn)變溫度升高，增添 淬火時(shí)的變形開裂偏向 。而致使 過熱的緣由 是爐溫儀表掉 控或混料（常為不懂工藝發(fā)生的）。過熱組織可經(jīng)退火、正火或?qū)掖?高溫回火后，在正常情況下從新 奧氏化使晶粒細(xì)化。

2.斷口遺傳：有過熱組織的鋼材，從新 加熱淬火后，雖能使奧氏體晶粒細(xì)化，但有時(shí)仍呈現(xiàn)粗年夜 顆粒狀斷口。發(fā)生 斷口遺傳的理論爭議較多，一般認(rèn)為曾因加熱溫渡過 高而使MnS之類的雜物溶入奧氏體并富集于晶接口，而冷卻時(shí)這些夾雜物又會(huì)沿晶接口析出，受沖擊時(shí)易沿粗年夜 奧氏體晶界斷裂。

3.粗年夜 組織的遺傳：有粗年夜 馬氏體、貝氏體、魏氏體組織的鋼件從新 奧氏化時(shí)，以慢速加熱到常規(guī)的淬火溫度，甚至再低一些，其奧氏體晶粒依然 是粗年夜 的，這類 現(xiàn)象稱為組織遺傳性。要消弭 粗年夜 組織的遺傳性，可采取 中心退火或?qū)掖?高溫回火處置。

2、 過燒現(xiàn)象

加熱溫渡過 高，不但 引發(fā) 奧氏體晶粒粗年夜 ，而且晶界局部呈現(xiàn)氧化或融化 ，致使 晶界弱化，稱為過燒。鋼過燒后機(jī)能 嚴(yán)重惡化，淬火時(shí)構(gòu)成 龜裂。過燒組織沒法 恢復(fù)，只能報(bào)廢。是以 在工作中要避免過燒的發(fā)生。

3、 脫碳和氧化

鋼在加熱時(shí)，表層的碳與介質(zhì)（或氛圍 ）中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反映，下降 了表層碳濃度稱為脫碳，脫碳鋼淬火后外面 硬度、委靡強(qiáng)度及耐磨性下降 ，而且外面 構(gòu)成 殘余拉應(yīng)力易構(gòu)成 外面 網(wǎng)狀裂紋。

加熱時(shí)，鋼表層的鐵及合金與元素與介質(zhì)（或氛圍 ）中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反映生成氧化物膜的現(xiàn)象稱為氧化。高溫（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和外面 亮光 度惡化，具有氧化膜的淬透性差的鋼件易呈現(xiàn)淬火軟點(diǎn)。

為了不 氧化和削減 脫碳的辦法 有：工件外面 涂料，用不銹鋼箔包裝密封加熱、采取 鹽浴爐加熱、采取 庇護(hù)氛圍 加熱（如凈化后的惰性氣體、節(jié)制 爐內(nèi)碳勢）、火焰燃燒爐（使?fàn)t氣呈還原性）

4、 氫脆現(xiàn)象

高強(qiáng)度鋼在富氫氛圍 中加熱時(shí)呈現(xiàn)塑性和韌性下降 的現(xiàn)象稱為氫脆。呈現(xiàn)氫脆的工件經(jīng)由過程 除氫處置（如回火、時(shí)效等）也能消弭 氫脆，采取 真空、低氫氛圍 或惰性氛圍 加熱可避免氫脆。

幾種常見熱處置概念

1． 正火：將鋼材或鋼件加熱光臨界點(diǎn)AC3或ACM以上的恰當(dāng) 溫度連結(jié) 一守時(shí)候 后在空氣中冷卻，獲得 珠光體類組織的熱處置工藝。

2． 退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度，保溫一段時(shí)候 后，隨爐遲緩 冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的熱處置工藝

3． 固溶熱處置：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫連結(jié) ，使多余 相充裕 消融 到固溶體中，然后快速冷卻，以獲得 過飽和固溶體的熱處置工藝

4． 時(shí)效：合金經(jīng)固溶熱處置或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫連結(jié) 時(shí)，其機(jī)能 隨時(shí)候 而轉(zhuǎn)變 的現(xiàn)象。

5． 固溶處置：使合金中各類 相充裕 消融 ，強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕機(jī)能 ，消弭 應(yīng)力與軟化，以便繼續(xù)加工成型

6． 時(shí)效處置：在強(qiáng)化相析出的溫度加熱并保溫，使強(qiáng)化相沉淀析出，得以硬化，提高強(qiáng)度

7． 淬火：將鋼奧氏體化后以恰當(dāng) 的冷卻速度冷卻，使工件在橫截面內(nèi)悉數(shù) 或必然 的規(guī)模內(nèi)發(fā)生馬氏體等不不變組織構(gòu)造 轉(zhuǎn)變的熱處置工藝

8． 回火：將顛末淬火的工件加熱光臨界點(diǎn)AC1以下的恰當(dāng) 溫度連結(jié) 一守時(shí)候 ，隨后用合適要求的方式 冷卻，以獲得所需要的組織和機(jī)能 的熱處置工藝

9． 鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲透 碳和氮的進(jìn)程 。習(xí)慣上碳氮共滲又稱為氰化，今朝 以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）運(yùn)用 較為普遍 。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和委靡強(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。

10． 調(diào)質(zhì)處置：一般習(xí)慣將淬火加高溫回火相連系 的熱處置稱為調(diào)質(zhì)處置。調(diào)質(zhì)處置普遍 運(yùn)用 于各類 主要 的構(gòu)造 零件，特殊 是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處置后獲得 回火索氏體組織，它的機(jī)械機(jī)能 均比溝通 硬度的正火索氏體組織為優(yōu)。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火不變性和工件截面尺寸有關(guān)，一般在HB200—350之間。

11． 釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一路 的熱處置工藝 [pagebreak]

回火的種類及運(yùn)用

憑據(jù) 工件機(jī)能 要求的分歧 ，按其回火溫度的分歧 ，可將回火分為以下幾種：

（一）低溫回火（150－250度）

低溫回火所得組織為回火馬氏體。其目的是在連結(jié) 淬火鋼的高硬度和高耐磨性的條件 下，下降 其淬火內(nèi)應(yīng)力和脆性，以免使用時(shí)崩裂或過早損壞。它主要用于各類 高碳的切削刃具，量具，冷沖模具，轉(zhuǎn)動(dòng) 軸承和 滲碳件等，回火后硬度通常是 HRC58－64。

（二）中溫回火（350－500度）

中溫回火所得組織為回火屈氏體。其目的是獲得高的屈就 強(qiáng)度，彈性極限和較高的韌性。是以 ，它主要用于各類 彈簧和熱作模具的處置，回火后硬度通常是 HRC35－50。

（三）高溫回火（500－650度）

高溫回火所得組織為回火索氏體。習(xí)慣大將 淬火加高溫回火相連系 的熱處置稱為調(diào)質(zhì)處置，其目的是獲得強(qiáng)度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機(jī)械機(jī)能 。是以 ，普遍 用于汽車，拖沓 機(jī)，機(jī)床等的主要 構(gòu)造 零件，如連桿，螺栓，齒輪及軸類?；鼗鸷笥捕韧ǔＪ?HB200－330。氛圍 與金屬的化學(xué)反映

一． 氛圍 與鋼鐵的化學(xué)反映

1. 氧化

2Fe＋O2→2FeO

Fe＋H2O→FeO＋H2

FeC＋CO2→Fe＋2CO

2. 還原

FeO＋H2→Fe＋H2O FeO＋CO→Fe＋O2

3. 滲碳

2CO→［C］＋CO2

Fe＋［C］→FeC

CH4→［C］＋2H2

4.滲氮

2NH3→2［N］＋3H2

Fe＋［N］→FeN

二． 各類 氛圍 對金屬的感化

氮?dú)猓涸?ge;1000度時(shí)會(huì)與Cr,CO,Al.Ti反映

氫氣：可以使 銅，鎳，鐵，鎢還原。當(dāng)氫氣中的水含量到達(dá) 百分之0.2—0.3時(shí)，會(huì)使鋼脫碳

水：≥800度時(shí)，使鐵、鋼氧化脫碳，與銅不反映

一氧化碳：其還原性與氫氣類似 ，可以使 鋼滲碳

三． 各類氛圍 對電阻組件的影響

鎳鉻絲，鐵鉻鋁：含硫氛圍 對電阻絲有害

鋼的氮化及碳氮共滲

鋼的氮化（氣體氮化）

概念：氮化是向鋼的外面 層滲透 氮原子的進(jìn)程 ，其目的是提高外面 硬度和耐磨性，和 提高委靡強(qiáng)度和抗侵蝕 性。

它是哄騙氨氣在加熱時(shí)分化 出活性氮原子，被鋼接收 后在其外面 構(gòu)成 氮化層，同時(shí)向心部散布 。

氮化凡是哄騙專門裝備 或井式滲碳爐來進(jìn)行。合用 于各類 高速傳動(dòng)緊密齒輪、機(jī)床主軸（如鏜桿、磨床主軸），高速柴油機(jī)曲軸、閥門等。

氮化工件工藝線路 ：鑄造 －退火－粗加工－調(diào)質(zhì)－精加工－除應(yīng)力－粗磨－氮化－精磨或研磨。

因?yàn)?氮化層薄，而且 較脆，是以 要求有較高強(qiáng)度的心部組織，所以要先輩 行調(diào)質(zhì)熱處置，獲得回火索氏體，提高心部機(jī)械機(jī)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外面 硬度年夜 于HV850）及耐磨性。

氮化處置溫度低，變形很小，它與滲碳、感應(yīng)外面 淬火比擬 ，變形小很多

鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲透 碳和氮的進(jìn)程 ，習(xí)慣上碳氮共滲又稱作氰化。今朝 以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）運(yùn)用 較是廣。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和委靡強(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。

鈹青銅的熱處置 　　

鈹青銅是一種用處 極廣的沉淀硬化型合金。經(jīng)固溶實(shí)時(shí)效處置后，強(qiáng)度可達(dá)1250-1500MPa(1250-1500千克 )。其熱處置特點(diǎn)是：固溶處置后具有優(yōu)越 的塑性，可進(jìn)行冷加工變形。但再進(jìn)行時(shí)效處置后，卻具有極好的彈性極限，同時(shí)硬度、強(qiáng)度也獲得 提高。

（1） 鈹青銅的固溶處置

一般固溶處置的加熱溫度在780-820℃之間，對用作彈性組件的材料，采取 760-780℃，主如果 避免 晶粒粗年夜 影響強(qiáng)度。固溶處置爐溫平均 度應(yīng)嚴(yán)厲 節(jié)制 在±5℃。保溫時(shí)候 一般可按1小時(shí)/25mm計(jì)較，鈹青銅在空氣或氧化性氛圍 中進(jìn)行固溶加熱處置時(shí)，外面 會(huì)構(gòu)成 氧化膜。固然 對時(shí)效強(qiáng)化后的力學(xué)機(jī)能 影響不年夜 ，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)在真空爐或氨分化 、惰性氣體、還原性氛圍 （如氫氣、一氧化碳等）中加熱，從而獲得亮光 的熱處置結(jié)果 。另外 ，還要留意 盡可能 縮短轉(zhuǎn)移時(shí)候 （此淬水時(shí)），不然 會(huì)影響時(shí)效后的機(jī)械機(jī)能 。薄形材料不得跨越 3秒,一般零件不跨越 5秒。淬火介質(zhì)一般采取 水（無加熱的要求），固然 外形 復(fù)雜的零件為了不 變形也可采取 油。

（2） 鈹青銅的時(shí)效處置

鈹青銅的時(shí)效溫度與Be的含量有關(guān)，含Be小于2.1%的合金均宜進(jìn)行時(shí)效處置。對 Be年夜 于1.7%的合金，最好 時(shí)效溫度為300-330℃，保溫時(shí)候 1-3小時(shí)（憑據(jù) 零件外形 及厚度）。Be低于0.5%的高導(dǎo)電性電極合金，因?yàn)?溶點(diǎn)升高，最好 時(shí)效溫度為450-480℃，保溫時(shí)候 1-3小時(shí)。近些年 來還成長 出了雙級和多級時(shí)效，即先在高溫短不時(shí) 效，爾后 在低溫下長時(shí)候 保溫時(shí)效，如許 做的長處 是機(jī)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，可采取 夾具夾持進(jìn)行時(shí)效，有時(shí)還可采取 兩段分隔時(shí)效處置。

（3） 鈹青銅的去應(yīng)力處置

鈹青銅去應(yīng)力退火溫度為150-200℃，保溫時(shí)候 1-1.5小時(shí)，可用于消弭 因金屬切削加工、校直處置、冷成形等發(fā)生 的殘余應(yīng)力，不變零件在恒久使用時(shí)的外形 及尺寸精度。

熱處置應(yīng)力及其影響 　

熱處置殘余力是指工件經(jīng)熱處置后終究 殘余 下來的應(yīng)力,對工件的外形 ,&127;尺寸和機(jī)能 都有極其 主要 的影響。當(dāng)它跨越 材料的屈就 強(qiáng)度時(shí),&127;便引發(fā) 工件的變形,跨越 材料的強(qiáng)度極限時(shí)就會(huì)使工件開裂,這是它有害的一面,該當(dāng) 削減 和消弭 。但在必然 條件下節(jié)制 應(yīng)力使之公道 散布 ,便可 以提高零件的機(jī)械機(jī)能 和使用壽命,變有害為有益 。闡明鋼在熱處置進(jìn)程 中應(yīng)力的散布 和轉(zhuǎn)變 紀(jì)律 ,使之公道 散布 對提高產(chǎn)物 質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí) 意義。例如關(guān)于表層殘余壓應(yīng)力的公道 散布 對零件使用壽命的影響問題已 引發(fā) 了人們的普遍 正視 。[pagebreak]

1、 鋼的熱處置應(yīng)力

工件在加熱和冷卻進(jìn)程 中,因?yàn)?表層和心部的冷卻速度和時(shí)候 的紛歧 致,構(gòu)成 溫差，就會(huì)致使 體積膨脹和縮短 不均而發(fā)生 應(yīng)力,即熱應(yīng)力。在熱應(yīng)力的感化 下,因?yàn)?表層入手下手溫度低于心部,縮短 也年夜 于心部而使心部受拉,當(dāng)冷卻竣事 時(shí)，因?yàn)?心部最后冷卻體積縮短 不克不及 自由進(jìn)行而使表層受壓心部受拉。即在熱應(yīng)力的感化 下終究 使工件表層受壓而心部受拉。這類 現(xiàn)象遭到 冷卻速度,材料成份 和熱處置工藝等身分 的影響。當(dāng)冷卻速度愈快,含碳量和合金成份 愈高,冷卻進(jìn)程 中在熱應(yīng)力感化 下發(fā)生 的不平均 塑性變形愈年夜 ,最后構(gòu)成 的殘余應(yīng)力就愈年夜 。另外一 方面鋼在熱處置進(jìn)程 中因?yàn)?組織的轉(zhuǎn)變 即奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變時(shí),因比容的增年夜 會(huì)陪伴工件體積的膨脹,&127;工件各部位前后 相變，造成體積終年 夜 紛歧 致而發(fā)生 組織應(yīng)力。組織應(yīng)力轉(zhuǎn)變 的終究 成效是表層受拉應(yīng)力,心部受壓應(yīng)力,恰恰與熱應(yīng)力相反。組織應(yīng)力的年夜 小與工件在馬氏體相變區(qū)的冷卻速度,外形 ，材料的化學(xué)成份 等身分 有關(guān)。

實(shí)踐證實(shí) ,任何工件在熱處置進(jìn)程 中,&127;只要有相變,熱應(yīng)力和組織應(yīng)力都邑 發(fā)生。&127;只不外 熱應(yīng)力在組織轉(zhuǎn)變之前 就已 發(fā)生 了，而組織應(yīng)力則是在組織轉(zhuǎn)變進(jìn)程 中發(fā)生 的,在全部 冷卻進(jìn)程 中,熱應(yīng)力與組織應(yīng)力綜合感化 的成效,&127;就是工件中現(xiàn)實(shí) 存在的應(yīng)力。這兩種應(yīng)力綜合感化 的成效是十分復(fù)雜的,受著很多 身分 的影響,如成份 、外形 、熱處置工藝等。就其成長 進(jìn)程 來講 只有兩種類型,即熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,感化 標(biāo)的目的相反時(shí)兩者 抵消,感化 標(biāo)的目的溝通 時(shí)兩者 相互迭加。不論是 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)身分 ,熱應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)的感化 成效是工件心部受拉,外面 受壓。&127;組織應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)的感化 成效是工件心部受壓外面 受拉。

2、 熱處置應(yīng)力對淬火裂紋的影響

存在于淬火件分歧 部位上能引發(fā) 應(yīng)力集中的身分 (包孕 冶金缺點(diǎn) 在內(nèi)),對淬火裂紋的發(fā)生 都有增進(jìn) 感化 ,但只有在拉應(yīng)力場內(nèi)(&127;特別 是在最年夜 拉應(yīng)力下)才會(huì)顯示 出來,&127;若在壓應(yīng)力場內(nèi)并沒有 促裂感化 。

淬火冷卻速度是一個(gè)能影響淬火質(zhì)量并決議殘余應(yīng)力的主要 身分 ,也是一個(gè)能對淬火裂紋賦于主要 甚至 決議性影響的身分 。為了到達(dá) 淬火的目的，凡是必需 加速零件在高溫段內(nèi)的冷卻速度,并使之跨越 鋼的臨界淬火冷卻速度才能獲得 馬氏體組織。就殘余應(yīng)力而論,如許 做因?yàn)?能增添 抵消組織應(yīng)力感化 的熱應(yīng)力值,故能削減 工件外面 上的拉應(yīng)力而到達(dá) 按捺 縱裂的目的。其結(jié)果 將隨高溫冷卻速度的加速 而增年夜 。而且,在能淬透的情況下,截面尺寸越年夜 的工件,固然 現(xiàn)實(shí) 冷卻速度更緩,開裂的危險(xiǎn)性卻反而愈年夜 。這一切都是因?yàn)?這類鋼的熱應(yīng)力隨尺寸的增年夜 現(xiàn)實(shí) 冷卻速度減慢,熱應(yīng)力減小,&127;組織應(yīng)力隨尺寸的增年夜 而增添 ,最后構(gòu)成 以組織應(yīng)力為主的拉應(yīng)力感化 在工件外面 的感化 特點(diǎn)釀成的 。并與冷卻愈慢應(yīng)力愈小的傳統(tǒng)不雅 念年夜 相徑庭。對這類鋼件而言,在正常條件下淬火的高淬透性鋼件中只能構(gòu)成 縱裂。避免淬裂的靠得住 原則是想法 盡可能 減小截面表里 馬氏體轉(zhuǎn)變的不等時(shí)性。僅僅實(shí)施馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)的緩冷卻不足以預(yù)防縱裂的構(gòu)成 。一般情況下只能發(fā)生 在非淬透性件中的弧裂,雖以整體快速冷卻為需要 的構(gòu)成 條件，可是它的真正構(gòu)成 緣由 ,卻不在快速冷卻(包孕 馬氏體轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi))自己 ,而是淬火件局部位置(由幾何構(gòu)造 決議),在高溫臨界溫度區(qū)內(nèi)的冷卻速度顯著減緩,因此 沒有淬硬而至 &127;。發(fā)生 在年夜 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)力感化 在淬火件中心&127;,而在淬火件末淬硬的截面中心處,起首 構(gòu)成 裂紋并由內(nèi)往外擴(kuò)大 而釀成的 。為了不 這類裂紋發(fā)生 ，常常 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獲得 馬氏體組織,&127;而從內(nèi)應(yīng)力的角度來看,這時(shí)候 快冷有害無益。其次,冷卻后期緩冷的目的,主要不是為了下降 馬氏體相變的膨脹速度和組織應(yīng)力值,而在于盡可能 減小截面溫差和截面中心部位金屬的縮短 速度,從而到達(dá) 減小應(yīng)力值和終究 按捺 淬裂的目的。

3、 殘余壓應(yīng)力對工件的影響

滲碳外面 強(qiáng)化作為提高工件的委靡強(qiáng)度的方式 運(yùn)用 得很普遍 的緣由 。一方面是因?yàn)?它能有用 的增添 工件外面 的強(qiáng)度和硬度，提高工件的耐磨性，另外一 方面是滲碳能有用 的改良 工件的應(yīng)力散布 ,在工件外面 層獲得較年夜 的殘余壓應(yīng)力,&127;提高工件的委靡強(qiáng)度。假如 在滲碳后再進(jìn)行等溫淬火將會(huì)增添 表層殘余壓應(yīng)力,使委靡強(qiáng)度獲得 進(jìn)一步的提高。有人對35SiMn2MoV鋼滲碳落后 行等溫淬火與滲碳后淬火低溫回火的殘余應(yīng)力進(jìn)行過測試其

熱處置工藝

殘余應(yīng)力值（kg/mm2)滲碳后880-900度鹽浴加熱，260度等溫40分鐘-65

滲碳后880-900度鹽浴加熱淬火，260度等溫90分鐘-18

滲碳后880-900度鹽浴加熱，260度等溫40分鐘，260度回火90分鐘-38

從表1的測試成效可以看出等溫淬火比凡是的淬火低溫回火工藝具有更高的外面 殘余壓應(yīng)力。等溫淬火后即便 進(jìn)行低溫回火,其外面 殘余壓應(yīng)力，也比淬火后低溫回火高。是以 可以得出如許 一個(gè)結(jié)論,即滲碳后等溫淬火比凡是的滲碳淬火低溫回火獲得的外面 殘余壓應(yīng)力更高,從外面 層殘余壓應(yīng)力對委靡抗力的有益 影響的不雅 點(diǎn)來看，滲碳等溫淬火工藝是提高滲碳件委靡強(qiáng)度的有用 方式 。滲碳淬火工藝為甚么 能獲得表層殘余壓應(yīng)力?滲碳等溫淬火為甚么 能獲得更年夜 的表層殘余壓應(yīng)力?其主要緣由 有兩個(gè)：一個(gè)緣由 是表層高碳馬氏體比容比心部低碳馬氏體的比容年夜 ,淬火后表層體積膨脹年夜 ,而心部低碳馬氏體體積膨脹小,制約了表層的自由膨脹,&127;造成表層受壓心部受拉的應(yīng)力狀況 。而另外一 個(gè)更主要 的緣由 是高碳過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的入手下手轉(zhuǎn)變溫度（Ms）,比心部含碳量低的過冷奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的入手下手溫度（Ms）低。這就是說在淬火進(jìn)程 中常常 是心部起首 發(fā)生 馬氏體轉(zhuǎn)變引發(fā) 心部體積膨脹,并獲得強(qiáng)化,而外面 還末冷卻到其對應(yīng)的馬氏體入手下手轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Ms）,故仍處于過冷奧氏體狀況 ,&127;具有優(yōu)越 的塑性,不會(huì)對心部馬氏體轉(zhuǎn)變的體積膨脹起嚴(yán)重的壓抑 感化 。跟著 淬火冷卻溫度的不竭下降使表層溫度降到該處的（Ms）點(diǎn)以下,表層發(fā)生 馬氏體轉(zhuǎn)變,引發(fā) 表層體積的膨脹。但心部此時(shí)早已轉(zhuǎn)變成 馬氏體而強(qiáng)化,所以心部對表層的體積膨脹將會(huì)起很年夜 的壓抑 感化 ,使表層獲得殘余壓應(yīng)力。&127;而在滲碳落后 行等溫淬火時(shí)，當(dāng)?shù)葴販囟仍跐B碳層的馬氏體入手下手轉(zhuǎn)變溫度（Ms）以上,心部的馬氏體入手下手轉(zhuǎn)變溫度（&127;Ms）點(diǎn)以下的恰當(dāng) 溫度等溫淬火,比持續(xù)冷卻淬火更能包管 這類 轉(zhuǎn)變的前后 遞次 的特點(diǎn)(&127;即包管 表層馬氏體轉(zhuǎn)變僅僅發(fā)生 于等溫后的冷卻進(jìn)程 中)。&127;固然 滲碳后等溫淬火的等溫溫度和等溫時(shí)候 對表層殘余應(yīng)力的年夜 小有很年夜 的影響。有人對35SiMn2MoV鋼試樣滲碳后在260℃和320℃等溫40&127;分鐘后的外面 殘余應(yīng)力進(jìn)行過測試,其成效如表2。 由表2可知在260℃動(dòng)作 等溫比在320℃等溫的外面 殘余應(yīng)力要超出跨越一倍多

可見外面 殘余應(yīng)力狀況 對滲碳等溫淬火的等溫溫度是很敏感的。不但 等溫溫度對外面 殘余壓應(yīng)力狀況 有影響,而且等溫時(shí)候 也有必然 的影響。有人對35SiMn2V鋼在310℃等溫2分鐘,10分鐘,90分鐘的殘余應(yīng)力進(jìn)行過測試。2分鐘后殘余壓應(yīng)力為-20kg/mm,10分鐘后為-60kg/mm,60分鐘后為-80kg/mm,60分鐘后再耽誤 等溫時(shí)候 殘余應(yīng)力轉(zhuǎn)變 不年夜 。

從上面的計(jì)議解釋,滲碳層與心部馬氏體轉(zhuǎn)變的前后 遞次 對表層殘余應(yīng)力的年夜 小有主要 影響。滲碳后的等溫淬火對進(jìn)一步提高零件的委靡壽命具有普遍意義。另外 能下降 表層馬氏體入手下手轉(zhuǎn)變溫度（Ms）點(diǎn)的外面 化學(xué)熱處置如滲碳、氮化、氰化等都為造成表層殘余壓應(yīng)力供應(yīng) 了條件,如高碳鋼的氮化--淬火工藝,因?yàn)?表層,&127;氮含量的提高而下降 了表層馬氏體入手下手轉(zhuǎn)變點(diǎn)（Ms）,淬火后獲得了較高的表層殘余壓應(yīng)力使委靡壽命獲得 提高。又如氰化工藝常常 比滲碳具有更高的委靡強(qiáng)度和使用壽命,也是因氮含量的增添 可獲得比滲碳更高的外面 殘余壓應(yīng)力之故。另外 ,&127;從獲得表層殘余壓應(yīng)力的公道 散布 的不雅 點(diǎn)來看,單一的外面 強(qiáng)化工藝不輕易 獲得抱負(fù)的表層殘余壓應(yīng)力散布 ,而復(fù)合的外面 強(qiáng)化工藝則可以有用 的改良 表層殘余應(yīng)力的散布 。如滲碳淬火的殘余應(yīng)力一般在外面 壓應(yīng)力較低,最年夜 壓應(yīng)力則呈如今 離外面 必然 深度處,而且殘余壓力層較厚。氮化后的外面 殘余壓應(yīng)力很高,但殘余壓應(yīng)力層很溥,往里急劇下降。假如 采取 滲碳--&127;氮化復(fù)合強(qiáng)化工藝,則可獲得更公道 的應(yīng)力散布 狀況 。&127;因另外 面 復(fù)合強(qiáng)化工藝,如滲碳--氮化,滲碳--&127;高頻淬火等,都是值得正視 的標(biāo)的目的。

憑據(jù) 上述計(jì)議可得出以下結(jié)論;

1、熱處置進(jìn)程 中發(fā)生 的應(yīng)力是不成避免的,而且常常 是有害的&127;。但我們可以節(jié)制 熱處置工藝盡可能 使應(yīng)力散布 公道 ,便可 將其有害水平 下降 到最低限度,甚至變有害為有益 。

2、當(dāng)熱應(yīng)力占主導(dǎo)地位時(shí)應(yīng)力散布 為心部受拉外面 受壓,當(dāng)組織應(yīng)力占主導(dǎo)地時(shí)應(yīng)力散布 為心部受壓外面 受拉。

3、在高淬透性鋼件中易構(gòu)成 縱裂,在非淬透性工件中常常 構(gòu)成 弧裂,在年夜 型非淬透工件中輕易 構(gòu)成 橫斷和縱劈。

4、滲碳使表層馬氏體入手下手轉(zhuǎn)變溫度（Ms）點(diǎn)下降,可導(dǎo)至淬火時(shí)馬氏體轉(zhuǎn)變遞次 倒置 ,心部起首 發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變爾后 才波及到外面 ,可獲得表層殘余壓應(yīng)力而提高抗委靡強(qiáng)度。

5、滲碳落后 行等溫淬火可包管 心部馬氏體轉(zhuǎn)變充裕 進(jìn)行今后 ,表層組織轉(zhuǎn)變才進(jìn)行。&127;使工件獲得比直接淬火更年夜 的表層殘余壓應(yīng)力,可進(jìn)一步提高滲碳件的委靡強(qiáng)度。

6、復(fù)合外面 強(qiáng)化工藝可以使 表層殘余壓應(yīng)力散布 更公道 ,可顯著提高工件的委靡強(qiáng)度。