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钢铁材料的一般热处理
作者:天津亚太恒通钢铁    来源:www.cliii.net    点击数:   更新时间:2012年03月30 【字体: 】 

名称 热处理过程 热处理目的
1.退火 将钢件加热到一定温度,保温一定时间,然后缓慢冷却到室温。 ①降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工;
②细化晶粒,均匀钢的组织,改善钢的性能及为以后的热处理作准备;
③消除钢中的内应力。防止零件加工后变形及开裂。
退火类别 (1)完全退火 将钢件加热到临界温度(不同钢材临界温度也不同,一般是710-750℃,个别合金钢的临界温度可达800—960ºC)以上30—50ºC,保温一定时间,然后随炉缓慢冷却(或埋在沙中冷却)。 细化晶粒,均匀组织,降低硬度,充分消除内应力完全退火适用于含碳量(质量分数)在O.8%以下的锻件或铸钢件。
(2)球化退火 将钢件加热到临界温度以上20~30ºC,经过保温以后,缓慢冷却至500℃以下再出炉空冷。 降低钢的硬度,改善切削性能,并为以后淬火作好准备,以减少淬火后变形和开裂,球化退火适用于含碳量(质量分数)大于O.8%的碳素钢和合金工具钢。
(3)去应力退火 将钢件加热到500~650ºC,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般采用随炉冷却)。 消除钢件焊接和冷校直时产生的内应力,消除精密零件切削加工时产生的内应力,以防止以后加工和用过程中发生变形。去应力退火适用于各种铸件、锻件、焊接件和冷挤压件等。
2.正火 将钢件加热到临界温度以上40~60ºC,保温一定时间,然后在空气中冷却。 ①改善组织结构和切削加工性能;
②对机械性能要求不高的零件,常用正火作为最终热处理;
③消除内应力。
3. 淬火 将钢件加热到淬火温度,保温一段时间,然后在水、盐水或油(个别材料在空气中)中急速冷却。 ①使钢件获得较高的硬度和耐磨性;
②使钢件在回火以后得到某种特殊性能,如较高的强度、弹性和韧性等。
淬火类别 (1)单液淬火 将钢件加热到淬火温度,经过保温以后,在一种淬火剂中冷却。单液淬火只适用于形状比较简单,技术要求不太高的碳素钢及合金钢件。淬火时,对于直径或厚度大于5~8mm的碳素钢件,选用盐水或水冷却;合金钢件选用油冷却。  
(2)双液淬火 将钢件加热到淬火温度,经过保温以后,先在水中快速冷却至300-400?C,然后移人油中冷却。  
(3)火焰表面淬火 用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到零件表面,使零件迅速加热到淬火温度,然后立即用水向零件表面喷射。火焰表面淬火适用于单件或小批生产、表面要求硬而耐磨,并能承受冲击载荷的大型中碳钢和中碳合金钢件,如曲轴、齿轮和导轨等。  
(4)表面感应淬火 将钢件放在感应器中,感应器在一定频率的交流电的作用下产生磁场,钢件在磁场作用下产生感应电流,使钢件表面迅速加热(2-l0min)到淬火温度,这时立即将水喷射到钢件表面。经表面感应淬火的零件,表面硬而耐磨,而心部保持着较好的强度和韧性。表面感应淬火适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。  
4.回火 将淬火后的钢件加热到临界温度以下,保温一段时间,然后在空气或油中冷却。回火是紧接着淬火以后进行的,也是热处理的最后一道工序。 ①获得所需的力学性能。在通常情况下,零件淬火后的强度和硬度有很大提高,但塑性和韧性却有明显降低,而零件的实际工作条件要求有良好的强度和韧性。选择适当的回火温度进行回火后,可以获得所需的力学性能;
②稳定组织,稳定尺寸;
③消除内应力。
回火类别 (1)低温回火 将淬硬的钢件加热到150-50ºC,并在这个温度保温一定时间,然后在空气中冷却,低温回火多用于切削刀具、量具、模具、滚动轴承和渗碳零件等。 消除钢件因淬火而产生的内应力。
(2)中温回火 将淬火的钢件加热到350~450%,经保温一段时间冷却下来,一般用于各类弹簧及热冲模等零件。 使钢件获得较高的弹性、一定的韧性和硬度。
(3)高温回火 将淬火后的钢件加热到500~650ºC,经过保温以后冷却,主要用于要求高强度、高韧性的重要结构零件,如主轴、曲轴、凸轮、齿轮和连杆等。 使钢件获得较好的综合力学性能,即较高的强度和韧性及足够的硬度,消除钢件因淬火而产生的内应力。
5.调质 将淬火后的钢件进行高温(500~600ºC)回火多用于重要的结构零件,如轴类、齿轮、连杆等调质一般是在粗加工之后进行的。 细化晶粒,使钢件获得较高韧性和足够的强度,使其具有良好的综合力学性能。
6.时效处理 (1)人工时效 将经过淬火的钢件加热到100~160℃,经过长时间的保温,随后冷却。 消除内应力,减少零件变形,稳定尺寸,对精度要求较高的零件更为重要。
(2)自然时效 将铸件放在露天;钢件(如长轴、丝杠等)放在海水中或长期悬吊或轻轻敲打要经自然时效的零件,最好先进行粗加工。
7.化学热处理 将钢件放到含有某些活性原子(如碳、氮、铬等)的化学介质中,通过加热、保温、冷却等方法,使介质中的某些原子渗入到钢件的表层,从而达到改变钢件表层的化学成分,使钢件表层具有某种特殊的性能。  
化学热处理类别 (1)钢渗的碳 将碳原子渗入钢件表层。常用于耐磨并受冲击的零件,如:轮、齿轮、轴、活塞销等。 使表面具有高的硬度(HRC60~65)和耐磨性,而中心仍保持高的韧性。
(2)钢渗的氮 将氮原子渗入钢件表层。常用于重要的螺栓、螺母、销钉等零件。 提高钢件表层的硬度、耐磨性、耐蚀性。
(3)钢的氰化 将碳和氮原子同时渗人到钢件表层适用于低碳钢、中碳钢或合金钢零件,也可用于高速钢刀具。 提高钢件表层的硬度和耐磨性。
8.发黑 将金属零件放在很浓的碱和氧化剂溶液中加热氧化,使金属零件表面生成一层带有磁性的四氧化三铁薄膜常用于低碳钢、低碳合金工具钢。由于材料和其他因素的影响,发黑层的薄膜颜色有蓝黑色、黑色、红棕色、棕褐色等,其厚度为0.6~O.8µm。 防锈、增加金属表面美观和光泽,消除淬火过程中的应力。
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