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常用的热处理工艺有哪些?

[日期:2021-03-22]   来源:云南技能培训网  作者:云南技能培训网   阅读:12546次

常用的热处理工艺


1. 退火

将钢加热到A,或A;左右一定温度,保温后,缓慢(一般随炉冷却)而均匀冷却的热处理方法称为退火。常用的退火方法有均匀化退火、完全退火、球化退火、去应力退火等。

退火可以降低钢的硬度,提高塑性,使材料便于加工,并可细化晶粒,均匀钢的组织和成分,消除残留应力等。

焊接结构在焊接之后会产生焊接残留应力,容易产生裂纹,因此,重要的焊接结构焊后应该进行去应力的退火处理,以消除焊接残留应力,防止产生裂纹。去应力退火属于低温退火,加热温度在A,以下,一般为 600650℃,保温一段时间,然后在空气中或炉中缓慢冷却。

2. 正火

将钢加热到A;A.以上5070℃,保温后,在空气中冷却的热处理方法称为正火。正火可以细化晶粒,提高钢的综合力学性能,所以常用于碳素钢和低合金钢的最终热处理。对于焊接结构,经正火后能改善焊接接头性能,消除粗晶组织及组织不均与性等。

3.淬火

将钢(高碳钢和中碳钢)加热到A;(过共析钢)或A3(亚共析钢)以上 30~ 70℃,在此温度下保持一段时间,然后快速冷却(水冷或油冷),使奥氏体来不及分解、合金元素来不及扩散而形成马氏体组织,称为淬火。

淬火的目的是提高钢的硬度和耐磨性。在焊接高碳钢和某些低合金钢时,近缝区可能发生淬火现象而变硬,容易形成冷裂纹,这是在焊接过程中应注意防止的。

4.回火

回火是把经过淬火的钢加热至低于4,的某一温度,经过充分保温后,以一定冷却的热处理工艺。因为淬火后钢材硬而脆,而且内应力很大,易引起裂纹,所以火一般不是最终热处理,钢淬火后还要进行回火才能使用。回火可以使钢在保持硬度的基础上提高韧度。按回火温度的不同可分为

1)低温回火(250℃以下)

低温回火后得到的组织是回火马氏体,其性能是具有高的硬度和耐磨性及韧度,主要用于刀具、量具、拉丝模以及其他要求硬而耐磨的零件。

2)中温回火(250~500℃

中温回火得到的组织是回火托氏体,其性能是具有高弹性极限和屈服强度,也有较好的韧度和硬度,主要用于热锻模和弹性零件等。

3)高温回火(500℃以上)

高温回火得到的组织是回火索氏体,其性能是具有良好的综合力学性能(足强度和硬度,塑性和韧度良好),并可消除内应力。

某些合金钢在淬火后再进行高温回火的连续热处理工艺称为调质处理,目的得良好的综合力学性能。调质处理广泛应用于重要零件和受力构件,如螺栓、连齿轮、曲轴等零件。

5.表面热处理

表面热处理分为两类表面淬火和化学热处理。

1)表面淬火

仅对工件表层进行淬火的热处理工艺称为表面淬火。其原理是通过快速加料使钢的表层奥氏体化,在热量尚未充分传到零件中心时就立即予以冷却淬火。适用围中碳钢、中碳合金钢。方法有;火焰淬火、感应淬火、接触电阻加热淬火、淬火等。下面介绍火焰淬火和感应淬火。

1)火焰淬火

其原理是利用氧-乙炔(或其他可燃气体)火焰对零件表面进行快速加热并之快速冷却的工艺,如图2-2-12 所示。

其特点是加热温度及淬硬层深度不易控制,易产生过热和加热不均匀,淬大量不稳定。不需要特殊设备,适用于单件或小批量生产。


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 2)感应淬火

其原理是利用感应电流通过工件所产生的热量,使工件表层、局部或整体加热,并进行快速冷却的淬火工艺,如图 2-2-13 所示。

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其特点是加热速度快;淬火质量好;淬硬层深度易于控制,易实现机械化和自动化,适用于大批量生产。

2)化学热处理

将工件置于一定温度的活性介质中保温,使一种或几种元素渗入它的表层,以改变其表面层的化学成分、组织和性能的热处理工艺称为化学热处理。化学热处理不改变了钢的组织,而且表面层的化学成分也发生了变化,因而能更有效地改变零件层的性能。根据渗人元素,化学热处理可分为渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗等化学热处理。

1)渗碳。将钢件置于渗碳介质中加热并保温,使碳原子渗入工件表层的化学理工艺称为渗碳处理。其目的是增加钢件表层的含碳量。渗碳后还需进行淬火及国回火等热处理,以提高其硬度和耐磨性,如图 2-2-14 所示。

2)渗氮。在一定温度下,使活性氮原子渗入工件表面的化学热处理工艺称为满处理。其目的是提高零件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性及疲劳强度。

渗氮与渗碳相比具有以下特点

渗氮层具有很高的硬度和耐磨性。

渗氮层具有渗碳层所没有的耐蚀性。

渗氮比渗碳温度低,工件变形小。

3)碳氮共渗。在一定温度下,将碳原子、氮原子同时渗人工件表层奥氏体中,以渗碳为主的化学热处理工艺称为碳氮共渗处理。

其特点是加热温度低,零件变形小,生产周期短,而且渗层具有较高的硬度、磨性和疲劳强度。


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