为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。下面就让小编带你来了解一下热处理工艺! 1、热处理简介 热处理及其特点 热处理是指金属材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。 工艺特点 金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。 2、热处理工艺分类 热处理工艺分类 金属热处理工艺大体上可分为:整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。 根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。 3、钢铁热处理工艺 钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。 钢铁热处理工艺制定依据——铁碳相图 铁碳相图中几个重要的点、线和温度
钢铁微观组织结构及性能
退火工艺可分为:完全退火、扩散退火、等温退火、球化退火、去应力退火及再结晶退火等。 操作方法 将钢件加热到Ac3+30~50℃或Ac1+30~50℃或Ac1以下的温度(可以查阅有关资料)后,一般随炉温缓慢冷却。 目的
应用要点
操作方法 将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50℃,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却,一般为空冷。 目的
应用要点 正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件,也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢,空冷可导致完全或局部淬火,因此不能作为最后热处理工序。 操作方法 将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一段时间,然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。 目的 淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单一均匀的奥氏体组织,以提高耐磨性和耐蚀性。 应用要点
操作方法 将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。 目的
应用要点
操作方法 淬火后高温回火称调质,即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度,保温后进行淬火,然后在400~720度的温度下进行回火。 目的
应用要点
操作方法 将钢件加热到80~200度,保温5~20小时或更长时间,然后随炉取出在空气中冷却。 目的
应用要点
4、固溶处理 操作方法 将合金加热到高温(980~1250℃)单相区恒温保持,是过剩相充分溶解到固溶体中厚快速冷却。 目的
应用要点 固溶温度应根据合金使用温度进行调整,使用环境温度越高则固溶温度也应更高;对于过饱和度低的合金通常选择较快的冷却速度,对于饱和度高的合金通常为空气中冷却。 5、深冷处理 操作方法 将淬火后的钢件,在低温介质(如干冰、液氮)中冷却到-40~-80℃或更低,温度均匀一致后取出均温到室温。 目的
应用要点
6、表面热处理 表面热处理是只加热工件表层,以改变其表层力学性能的金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多的热量传入工件内部,使用的热源须具有高的能量密度,即在单位面积的工件上给予较大的热能,使工件表层或局部能短时或瞬时达到高温。表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 操作方法 用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰,喷射到钢件表面上,快速加热,当达到淬火温度后立即喷水冷却。 目的 提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度,心部仍保持韧性状态。 应用要点
操作方法 将钢件放入感应器中,使钢件表层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度,然后喷水冷却。 目的 提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度,心部保持韧性状态。 应用要点
7、化学热处理 化学热处理是通过改变工件表层化学成分、组织和性能的金属热处理工艺。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素的介质(气体、液体、固体)中加热,保温较长时间,从而使工件表层渗入碳、氮、硼和铬等元素。 操作方法 将钢件放入渗碳介质中,加热至900~950度并保温,使钢件便面获得一定浓度和深度的渗碳层。 目的 提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度,心部仍然保持韧性状态。 应用要点
操作方法 利用在500~600度时氨气分解出来的活性氮原子,使钢件表面被氮饱和,形成氮化层。 目的 提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。 应用要点 多用于含有铝、铬、钼等合金元素的中碳合金结构钢,以及碳钢和铸铁,一般氮化层深度为0.025~0.8mm。 操作方法 向钢件表面同时渗碳和渗氮。 目的 提高钢件表面的硬度、耐磨性、疲劳强度以及抗蚀能力。 应用要点
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