热处理工艺的四把火和表面处理-天涯论坛

4zhvml8 发表于 2024-5-31 08:26:22

热处理工艺的四把火和表面处理

热处理：经过对钢件加热、保温和冷却的操作办法，来改善其内部组织结构，以得到所必须性能的一种加工工艺。
特点：热处理区别于其他加工工艺如铸造、压力加工等的特点是只经过改变工件的组织来改变性能，而不改变其形状。
目的：消除上一工艺产生的材料内部结构缺陷，加强材料性能，充分发挥其潜能。
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重点包括退火、正火、淬火和回火，是热处理的四种基本工艺，它们在改善金属材料性能、加强制品质量和延长运用寿命等方面发挥着要紧功效。
 外加表面热处理工艺，经过改变工件表面的化学成份和组织结构，明显加强了工件的耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性和硬度等特性。
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（一）、退火
定义：退火是一种将金属材料加热到适当温度，保持一按时间，而后缓慢冷却的热处理工艺。退火的重点目的是降低材料的硬度，加强塑性，以利于切削加工或压力加工；细化晶粒，改善组织以加强材料的力学性能；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向。按照加热温度的不同，退火可分为完全退火、球化退火、去应力退火等。
组织：铁素体、层状珠光体、球状珠光体、颗粒状渗碳体
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（二）、正火
定义：正火是将金属材料加热到Ac3或Acm以上30~50℃，保温后在空气中冷却的热处理办法。正火的重点目的是细化组织，改善钢的性能，得到接近平衡状态的组织。与退火相比，正火拥有操作简便、生产周期短、成本低和能耗少等优点，因此呢在实质生产中应用较多。另外，正火还可做为低碳钢及低合金钢铸件、锻件及焊件的最后热处理，或做为某些工件的预先热处理。
组织：铁素体和索氏体
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（三）、淬火
定义：淬火是将金属材料加热到奥氏体区域温度，保持一按时间后，快速冷却的热处理办法。淬火的重点目的是使金属材料得到马氏体组织，从而加强材料的硬度、强度和耐磨性。淬火后的金属材料一般拥有较高的硬度和脆性，因此呢必须进行回火处理以调节其性能。
组织：马氏体，残余奥氏体，颗粒状渗碳体
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（四）、回火
定义：回火是将淬火后的金属材料加热到小于下临界温度A1的适当温度，保持一按时间后，再冷却到室温的热处理办法。回火的重点目的是降低材料的脆性，消除或减少内应力，加强塑性和韧性，使材料在运用过程中很难出现脆性断裂。另外，回火还能够调节材料的力学性能和硬度，以满足不同的运用需求。
预处理：淬火；淬火钢在回火过程中，回火温度—回火组织—钢的性能之间存在着一一对应关系。
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1）低温回火：
温度范围：一般在150~250℃之间。
组织变化：工件中重点形成回火马氏体，这种组织在显微镜下呈暗黑色片状，比淬火马氏体更易受腐蚀。
目的与用途：重点目的是保持淬火工件的高硬度和耐磨性，同期降低淬火残留应力和脆性。因此呢，低温回火后的材料一般用于制作量具、刀具和滚动轴承等需求高硬度和耐磨性的零件。
2）中温回火：
温度范围：一般在350~500℃之间。
组织变化：工件中重点形成回火屈氏体，其特点是α相仍保持板条状或片状形态，上面分布着微细粒状渗碳体。
目的与用途：中温回火的重点目的是得到良好的弹性和韧性，以及必定的硬度。因此呢，中温回火后的材料一般用于制作弹簧、锻模等必须良好弹性和韧性的零件。
3）高温回火：
温度范围：一般在500~650℃之间。
组织变化：工件中重点形成回火索氏体，这种组织由细粒状渗碳体和等轴状铁素体形成。
目的与用途：高温回火的重点目的是得到良好的综合力学性能，如高强度、弹性极限和较高的韧性。因此呢，高温回火后的材料广泛用于各样较要紧的受力结构件，如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。另外，淬火后的工件经高温回火后，其组织稳定，尺寸变化小，因此呢亦常常做为精细零件或感应淬火件的预先热处理。
（五）、表面热处理
表面热处理工艺是热处理技术中的要紧分支，重点目的是经过改变工件表面的化学成份、组织结构和性能，以加强其耐磨性、耐蚀性、抗疲劳性和硬度等特性。其中，表面淬火、化学渗碳和渗氮是三种平常的表面热处理工艺。
1. 表面淬火
工艺原理：表面淬火是经过快速加热工件表面至淬火温度，而后快速冷却，使表面层得到马氏体或贝氏体组织，而心部仍保持原组织的一种热处理工艺。
目的与用途：表面淬火的重点目的是加强工件表面的硬度和耐磨性，同期保持心部良好的韧性和强度。这种工艺常用于中碳钢和低合金钢制造的零件，如齿轮、轴、曲轴等。
工艺办法：感应加热、火焰加热
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2. 化学热处理
定义：将工件置于特定的介质中加热、保温，使介质中的活性原子渗入工件表层，以改变表层的化学成份、组织和性能的一种热处理工艺。
基本机理：渗剂分解出活性原子-》工件表面吸收活性原子-》活性原子从工件表层向内部的扩散
具备前提：(1)工件有吸收这些元素的能力。(2)渗入元素应具备活性
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1）表面渗碳
工艺原理：化学渗碳是将工件置于含碳介质中，加热至必定温度，使碳原子渗入工件表面，从而增多工件表面碳含量的过程。渗碳后的工件一般必须再进行淬火和回火处理，以得到所需的表面硬度和心部韧性。
目的与用途：化学渗碳的重点目的是加强工件表面的碳含量和硬度，以增多耐磨性和疲劳强度。这种工艺常用于制造承受重载和冲击的零件，如汽车或机床的齿轮、轴等。
特点：渗碳后的工件表面硬度达到HRC58-65，心部硬度较低，拥有良好的抗疲劳性能。另外，渗碳处理还能够加强工件的抗腐蚀性。
渗碳工艺：加热温度为900～950℃;渗碳时间通常为3～9小时;
渗碳后组织：表面的含碳量最高：wc=1.0%上下，由表及里，含碳量逐步降低，直至原始含碳量。
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2）表面渗氮
工艺原理：渗氮是将工件置于含氮介质中，加热至必定温度，使氮原子渗入工件表面，形成氮化层的过程。渗氮过程中，氮与工件表面的铁原子出现化学反应，生成氮化铁等化合物。
目的与用途：渗氮的重点目的是加强工件表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。渗氮处理常用于制造精细零件、模具和高速切削工具等。
缺点：渗氮时间长，通常长于30小时。渗层薄，通常为几十至几百微米。
特点（与渗碳比较）：
1.更高的硬度，更高的耐磨性，HV950～1200。如38CrMoAl，渗C淬火，HRC58～63；渗N后，相当于HRC65～72；
 2.拥有高的红硬性。渗C工件只适用于在＜200℃工作，而渗N可在500～600℃工作；
 3.拥有高残余压应力。表层形成比容更大的高氮相ε（Fe3N）；
 4.工件变形小。由于渗氮温度低，且随后不需淬火；
5.有良好的抗蚀性。这是因为有致密、稳定的ε相，然则渗氮层中的ε相（N：8.25～11％），脆性很强；渗层较薄，承载能力不及渗C淬火。
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 以上介绍了热处理的四把火和表面处理的关联知识，在实质生产过程中，必须按照材料的成份、组织和性能需求，恰当选取热处理办法和工艺参数，以得到最佳的综合性能。
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听听海 发表于 2024-8-24 05:15:06

感谢你的精彩评论，带给我新的思考角度。

wrjc1hod 发表于 2024-9-25 19:22:18

感谢楼主分享，祝愿外链论坛越办越好！

nqkk58 发表于 2024-10-4 20:59:31

“沙发”（SF，第一个回帖的人）‌

nykek5i 发表于 2024-10-27 22:54:25

感谢你的精彩评论，带给我新的思考角度。

b1gc8v 发表于 2024-10-28 21:25:21

你说得对，我们一起加油，未来可期。

7wu1wm0 发表于 2024-11-12 22:50:19

“板凳”（第三个回帖的人）‌

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