鋼材的熱處理及特性

1、鑄造1.熔融的液態(tài)金屬填滿(mǎn)型腔冷卻。制件中間易產(chǎn)生氣孔。 2.把金屬加熱熔化后倒入砂型或模子里，冷卻后凝固成為器物。3.鑄造對(duì)被加工才料有要求，一般鑄鐵、鋁等的鑄造性能較好。鑄造不具備鍛造的諸多優(yōu)點(diǎn)，但它能制造形狀復(fù)雜的零，因此常用于力學(xué)性能要求不高的支稱(chēng)件的毛丕制造。例如機(jī)床外殼等。鍛造1.主要是在高溫下用擠壓的方法成型?？梢约?xì)化制件中的晶粒。2.用錘擊等方法，使在可塑狀態(tài)下的金屬材料成為具有一定形狀和尺寸的工件，并改變它的物理性質(zhì)。 3.鍛造時(shí)，金屬經(jīng)過(guò)塑性變形，有細(xì)化晶粒的做用，切纖維連續(xù)，因此常用于重要零件的毛丕制造，例如軸、齒論等。熱處理熱處理是將工件在介質(zhì)中加熱到一定溫度并保溫一定

2、時(shí)間，然后用一定速度冷卻，以改變金屬的組織結(jié)構(gòu)，從而改變其性能（包括物理、化學(xué)和力學(xué)性能）的工藝。改善鋼的力學(xué)性能或加工性能。1.退火 操作方法：將鋼件加熱到Ac3+3050度或Ac1+3050度或Ac1以下的溫度（可以查閱有關(guān)資料）后，一般隨爐溫緩慢冷卻。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能，為下一步工序做準(zhǔn)備；3.消除冷、熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 應(yīng)用要點(diǎn)：1.適用于合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應(yīng)狀態(tài)不合格的原材料；2.一般在毛坯狀態(tài)進(jìn)行退火 。 2.正火 操作方法：將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上3050

3、度，保溫后以稍大于退火的冷卻速度冷卻。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能，為下一步工序做準(zhǔn)備；3.消除冷、熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 應(yīng)用要點(diǎn)：正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預(yù)先熱處理工序。對(duì)于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金鋼件，也可作為最后熱處理。對(duì)于一般中、高合金鋼，空冷可導(dǎo)致完全或局部淬火，因此不能作為最后熱處理工序。 3.淬火 操作方法：將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫一段時(shí)間，然后在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。 目的：淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織，有時(shí)對(duì)某些高合金鋼（如不銹鋼、耐磨鋼）淬火

4、時(shí)，則是為了得到單一均勻的奧氏體組織，以提高耐磨性和耐蝕性。 應(yīng)用要點(diǎn)：1.一般用于含碳量大于百分之零點(diǎn)三的碳鋼和合金鋼；2.淬火能充分發(fā)揮鋼的強(qiáng)度和耐磨性潛力，但同時(shí)會(huì)造成很大的內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的塑性和沖擊韌度，故要進(jìn)行回火以得到較好的綜合力學(xué)性能。 4.回火 操作方法：將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，經(jīng)保溫后，于空氣或油、熱水、水中冷卻。 目的：1.降低或消除淬火后的內(nèi)應(yīng)力，減少工件的變形和開(kāi)裂；2.調(diào)整硬度，提高塑性和韌性，獲得工作所要求的力學(xué)性能；3.穩(wěn)定工件尺寸。 應(yīng)用要點(diǎn)：1.保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時(shí)用低溫回火；在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強(qiáng)度時(shí)用中溫

5、回火；以保持高的沖擊韌度和塑性為主，又有足夠的強(qiáng)度時(shí)用高溫回火；2.一般鋼盡量避免在230280度、不銹鋼在400450度之間回火，因?yàn)檫@時(shí)會(huì)產(chǎn)生一次回火脆性。 5.調(diào)質(zhì) 操作方法：淬火后高溫回火稱(chēng)調(diào)質(zhì)，即將鋼件加熱到比淬火時(shí)高1020度的溫度，保溫后進(jìn)行淬火，然后在400720度的溫度下進(jìn)行回火。 目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光潔程度；2.減小淬火時(shí)的變形和開(kāi)裂；3.獲得良好的綜合力學(xué)性能。 應(yīng)用要點(diǎn)：1.適用于淬透性較高的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和高速鋼；2. 不僅可以作為各種較為重要結(jié)構(gòu)的最后熱處理，而且還可以作為某些緊密零件，如絲杠等的預(yù)先熱處理，以減小變形。 6.時(shí)效 操作

6、方法：將鋼件加熱到80200度，保溫520小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，然后隨爐取出在空氣中冷卻。 目的：1. 穩(wěn)定鋼件淬火后的組織，減小存放或使用期間的變形；2.減輕淬火以及磨削加工后的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定形狀和尺寸。 應(yīng)用要點(diǎn)：1. 適用于經(jīng)淬火后的各鋼種；2.常用于要求形狀不再發(fā)生變化的緊密工件，如緊密絲杠、測(cè)量工具、床身機(jī)箱等。 7.冷處理 操作方法：將淬火后的鋼件，在低溫介質(zhì)（如干冰、液氮）中冷卻到6080度或更低，溫度均勻一致后取出均溫到室溫。 目的：1使淬火鋼件內(nèi)的殘余奧氏體全部或大部轉(zhuǎn)換為馬氏體，從而提高鋼件的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和疲勞極限；2 穩(wěn)定鋼的組織 ，以穩(wěn)定鋼件的形狀和尺寸。應(yīng)用要點(diǎn)：1鋼件

7、淬火后應(yīng)立即進(jìn)行冷處理，然后再經(jīng)低溫回火，以消除低溫冷卻時(shí)的內(nèi)應(yīng)力；2冷處理主要適用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。 8火焰加熱表面淬火 操作方法：用氧乙炔混合氣體燃燒的火焰，噴射到鋼件表面上，快速加熱，當(dāng)達(dá)到淬火溫度后立即噴水冷卻。 目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，心部仍保持韌性狀態(tài)。 應(yīng)用要點(diǎn)：1多用于中碳鋼制件，一般淬透層深度為26mm；2適用于單件或小批量生產(chǎn)的大型工件和需要局部淬火的工件。 9感應(yīng)加熱表面淬火 操作方法：將鋼件放入感應(yīng)器中，使鋼件表層產(chǎn)生感應(yīng)電流，在極短的時(shí)間內(nèi)加熱到淬火溫度，然后噴水冷卻。 目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，心部保持韌性狀態(tài)。

8、 應(yīng)用要點(diǎn)：1多用于中碳鋼和中堂合金結(jié)構(gòu)鋼制件；2 由于肌膚效應(yīng)，高頻感應(yīng)淬火淬透層一般為12mm，中頻淬火一般為35mm，高頻淬火一般大于10mm 10滲碳 操作方法：將鋼件放入滲碳介質(zhì)中，加熱至900950度并保溫，使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。 目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，心部仍然保持韌性狀態(tài)。 應(yīng)用要點(diǎn)：1用于含碳量為015025的低碳鋼和低合金鋼制件，一般滲碳層深度為0525mm；2滲碳后必須進(jìn)行淬火，使表面得到馬氏體，才能實(shí)現(xiàn)滲碳的目的。 11氮化 操作方法：利用在5600度時(shí)氨氣分解出來(lái)的活性氮原子，使鋼件表面被氮飽和，形成氮化層。 目的：提高鋼件表面的硬度

9、、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及抗蝕能力。 應(yīng)用要點(diǎn)：多用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，以及碳鋼和鑄鐵，一般氮化層深度為002508mm 12氮碳共滲 操作方法：向鋼件表面同時(shí)滲碳和滲氮。 目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及抗蝕能力。 應(yīng)用要點(diǎn)：1多用于低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼以及工具鋼制件，一般氮化層深0023mm；2氮化后還要淬火和低溫回火。鍛造鍛造是一種利用鍛壓機(jī)械對(duì)金屬坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形以獲得具有一定機(jī)械性能、一定形狀和尺寸鍛件的加工方法，鍛壓（鍛造與沖壓）的兩大組成部分之一。通過(guò)鍛造能消除金屬在冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的鑄態(tài)疏松等缺陷，優(yōu)化微觀組織結(jié)構(gòu)，同時(shí)由于保存了完

10、整的金屬流線(xiàn)，鍛件的機(jī)械性能一般優(yōu)于同樣材料的鑄件。相關(guān)機(jī)械中負(fù)載高、工作條件嚴(yán)峻的重要零件，除形狀較簡(jiǎn)單的可用軋制的板材、型材或焊接件外，多采用鍛件。變形溫度鋼的開(kāi)始再結(jié)晶溫度約為727，但普遍采用800作為劃分線(xiàn)，高于800的是熱鍛；在300800之間稱(chēng)為溫鍛或半熱鍛，在室溫下進(jìn)行鍛造的稱(chēng)為冷鍛。用于大多數(shù)行業(yè)的鍛件都是熱鍛，溫鍛和冷鍛主要用于汽車(chē)、通用機(jī)械等零件的鍛造，溫鍛和冷鍛可以有效的節(jié)材。鍛造類(lèi)別上面提到，根據(jù)鍛造溫度，可以分為熱鍛、溫鍛和冷鍛。根據(jù)成形機(jī)理，鍛造可分為自由鍛、模鍛、碾環(huán)、特殊鍛造。1、自由鍛。指用簡(jiǎn)單的通用性工具，或在鍛造設(shè)備的上、下砧鐵之間直接對(duì)坯料施加外力,使

11、坯料產(chǎn)生變形而獲得所需的幾何形狀及內(nèi)部質(zhì)量的鍛件的加工方法。 采用自由鍛方法生產(chǎn)的鍛件稱(chēng)為 自由鍛件。自由鍛都是以生產(chǎn)批量不大的鍛件為主，采用鍛錘、液壓機(jī)等鍛造設(shè)備對(duì)坯料進(jìn)行成形加工，獲得合格鍛件。 自由鍛的基本工序包括鐓粗、拔長(zhǎng)、沖孔、切割、彎曲、扭轉(zhuǎn)、錯(cuò)移及鍛接等。自由鍛采取的都是熱鍛方式。2、模鍛。模鍛又分為開(kāi)式模鍛和閉式模鍛金屬坯料在具有一定形狀的鍛模膛內(nèi)受壓變形而獲得鍛件，模鍛一般用于生產(chǎn)重量不大、批量較大的零件。模鍛可分為熱模鍛、溫鍛和冷鍛。溫鍛和冷鍛是模鍛的未來(lái)發(fā)展方向，也代表了鍛造技術(shù)水平的高低。按照材料分，模鍛還可分為黑色金屬模鍛、有色金屬模鍛和粉末制品成形。顧名思義，就是材

12、料分別是碳鋼等黑色金屬、銅鋁等有色金屬和粉末冶金材料。擠壓應(yīng)歸屬于模鍛，可以分為重金屬擠壓和輕金屬擠壓。閉式模鍛和閉式鐓鍛屬于模鍛的兩種先進(jìn)工藝，由于沒(méi)有飛邊，材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒(méi)有飛邊，鍛件的受力面積就減少，所需要的荷載也減少。但是，應(yīng)注意不能使坯料完全受到限制，為此要嚴(yán)格控制坯料的體積，控制鍛模的相對(duì)位置和對(duì)鍛件進(jìn)行測(cè)量，努力減少鍛模的磨損。3、碾環(huán)。碾環(huán)是指通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備碾環(huán)機(jī)生產(chǎn)不同直徑的環(huán)形零件，也用來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)輪轂、火車(chē)車(chē)輪等輪形零件。4、特種鍛造。特種鍛造包括輥鍛、楔橫軋、徑向鍛造、液態(tài)模鍛等鍛造方式，這些方式都比較適用于生產(chǎn)某些特

13、殊形狀的零件。例如，輥鍛可以作為有效的預(yù)成形工藝，大幅降低后續(xù)的成形壓力；楔橫軋可以生產(chǎn)鋼球、傳動(dòng)軸等零件；徑向鍛造則可以生產(chǎn)大型的炮筒、臺(tái)階軸等鍛件。鍛模根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式，鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工。為了提高材料的利用率，輥鍛和橫軋可用作細(xì)長(zhǎng)材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的，它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比，鍛造力較小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式，加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展，因此，很難保證精度，所以，將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制，就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度高的產(chǎn)

14、品,例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。鍛造設(shè)備的模具運(yùn)動(dòng)與自由度是不一致的，根據(jù)下死點(diǎn)變形限制特點(diǎn)，鍛造設(shè)備可分為下述四種形式：1、限制鍛造力形式：油壓直接驅(qū)動(dòng)滑塊的油壓機(jī)。2、準(zhǔn)沖程限制方式：油壓驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的油壓機(jī)。3、沖程限制方式：曲柄、連桿和楔機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑塊的機(jī)械式壓力機(jī)。4、能量限制方式：利用螺旋機(jī)構(gòu)的螺旋和磨擦壓力機(jī)。為了獲得高的精度應(yīng)注意防止下死點(diǎn)處過(guò)載，控制速度和模具位置。因?yàn)檫@些都會(huì)對(duì)鍛件公差、形狀精度和鍛模壽命有影響。另外，為了保持精度，還應(yīng)注意調(diào)整滑塊導(dǎo)軌間隙、保證剛度，調(diào)整下死點(diǎn)和利用補(bǔ)助傳動(dòng)裝置等措施?；瑝K還有滑塊垂直和水平運(yùn)動(dòng)(用于細(xì)長(zhǎng)件的鍛造、潤(rùn)滑冷卻和

15、高速生產(chǎn)的零件鍛造)方式之分，利用補(bǔ)償裝置可以增加其它方向的運(yùn)動(dòng)。上述方式不同，所需的鍛造力、工序、材料的利用率、產(chǎn)量、尺寸公差和潤(rùn)滑冷卻方式都不一樣，這些因素也是影響自動(dòng)化水平的因素。鍛造用材鍛造用料主要是各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金。材料的原始狀態(tài)有棒料、鑄錠、金屬粉末和液態(tài)金屬。 金屬在變形前的橫斷面積與變形后的橫斷面積之比稱(chēng)為鍛造比。正確地選擇鍛造比、合理的加熱溫度及保溫時(shí)間、合理的始鍛溫度和終鍛溫度、合理的變形量及變形速度對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本有很大關(guān)系。一般的中小型鍛件都用圓形或方形棒料作為坯料。棒料的晶粒組織和機(jī)械性能均勻、良好，形狀和尺寸準(zhǔn)確，表面

16、質(zhì)量好，便于組織批量生產(chǎn)。只要合理控制加熱溫度和變形條件，不需要大的鍛造變形就能鍛出性能優(yōu)良的鍛件。鑄錠僅用于大型鍛件。鑄錠是鑄態(tài)組織，有較大的柱狀晶和疏松的中心。因此必須通過(guò)大的塑性變形，將柱狀晶破碎為細(xì)晶粒，將疏松壓實(shí)，才能獲得優(yōu)良的金屬組織和機(jī)械性能。經(jīng)壓制和燒結(jié)成的粉末冶金預(yù)制坯，在熱態(tài)下經(jīng)無(wú)飛邊模鍛可制成粉末鍛件。鍛件粉末接近于一般模鍛件的密度，具有良好的機(jī)械性能，并且精度高，可減少后續(xù)的切削加工。粉末鍛件內(nèi)部組織均勻，沒(méi)有偏析，可用于制造小型齒輪等工件。但粉末的價(jià)格遠(yuǎn)高于一般棒材的價(jià)格，在生產(chǎn)中的應(yīng)用受到一定限制。對(duì)澆注在模膛的液態(tài)金屬施加靜壓力，使其在壓力作用下凝固、結(jié)晶、流動(dòng)、

17、塑性變形和成形，就可獲得所需形狀和性能的模鍛件。液態(tài)金屬模鍛是介于壓鑄和模鍛間的成形方法，特別適用于一般模鍛難于成形的復(fù)雜薄壁件。鍛造用料除了通常的材料，如各種成分的碳素鋼和合金鋼，其次是鋁、鎂、銅、鈦等及其合金之外，鐵基高溫合金，鎳基高溫合金，鈷基高溫合金的變形合金也采用鍛造或軋制方式完成，只是這些合金由于其塑性區(qū)相對(duì)較窄，所以鍛造難度會(huì)相對(duì)較大，不同材料的加熱溫度，開(kāi)鍛溫度與終鍛溫度都有嚴(yán)格的要求。工藝流程不同的鍛造方法有不同的流程，其中以熱模鍛的工藝流程最長(zhǎng)，一般順序?yàn)椋哄懪飨铝?；鍛坯加熱；輥鍛備坯；模鍛成形；切邊；沖孔；矯正；中間檢驗(yàn)，檢驗(yàn)鍛件的尺寸和表面缺陷；鍛件熱處理，用以消除鍛造

18、應(yīng)力，改善金屬切削性能；清理，主要是去除表面氧化皮；矯正；檢查，一般鍛件要經(jīng)過(guò)外觀和硬度檢查，重要鍛件還要經(jīng)過(guò)化學(xué)成分分析、機(jī)械性能、殘余應(yīng)力等檢驗(yàn)和無(wú)損探傷。鍛件特點(diǎn)與鑄件相比，金屬經(jīng)過(guò)鍛造加工后能改善其組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。鑄造組織經(jīng)過(guò)鍛造方法熱加工變形后由于金屬的變形和再結(jié)晶，使原來(lái)的粗大枝晶和柱狀晶粒變?yōu)榫Я］^細(xì)、大小均勻的等軸再結(jié)晶組織，使鋼錠內(nèi)原有的偏析、疏松、氣孔、夾渣等壓實(shí)和焊合，其組織變得更加緊密，提高了金屬的塑性和力學(xué)性能。鑄件的力學(xué)性能低于同材質(zhì)的鍛件力學(xué)性能。此外，鍛造加工能保證金屬纖維組織的連續(xù)性，使鍛件的纖維組織與鍛件外形保持一致，金屬流線(xiàn)完整，可保證零件具有良好的力

19、學(xué)性能與長(zhǎng)的使用壽命采用精密模鍛、冷擠壓、溫?cái)D壓等工藝生產(chǎn)的鍛件，都是鑄件所無(wú)法比擬的鍛件是金屬被施加壓力，通過(guò)塑性變形塑造要求的形狀或合適的壓縮力的物件。這種力量典型的通過(guò)使用鐵錘或壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)。鍛件過(guò)程建造了精致的顆粒結(jié)構(gòu)，并改進(jìn)了金屬的物理屬性。在零部件的現(xiàn)實(shí)使用中，一個(gè)正確的設(shè)計(jì)能使顆粒流在主壓力的方向。鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)落砂、清理和后處理等，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。重要性鍛造生產(chǎn)是機(jī)械制造工業(yè)中提供機(jī)械零件毛坯的主要加工方法之一。通過(guò)鍛造，不僅可以得到機(jī)械零件的形

20、狀，而且能改善金屬內(nèi)部組織，提高金屬的機(jī)械性能和物理性能。一般對(duì)受力大、要求高的重要機(jī)械零件，大多采用鍛造生產(chǎn)方法制造。如汽輪發(fā)電機(jī)軸、轉(zhuǎn)子、葉輪、葉片、護(hù)環(huán)、大型水壓機(jī)立柱、高壓缸、軋鋼機(jī)軋輥、內(nèi)燃機(jī)曲軸、連桿、齒輪、軸承、以及國(guó)防工業(yè)方面的火炮等重要零件，均采用鍛造生產(chǎn)。6 調(diào)質(zhì)處理鋼的熱處理工藝包括退火、正火、淬火、回火和表面熱處理等方法。其中回火又包括調(diào)質(zhì)處理和時(shí)效處理。 鋼的回火：按照所希望的機(jī)械性能將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到（350650）一定溫度之間進(jìn)行，碳是以細(xì)均分布的滲碳體形式析出。隨著回火溫度的增加，碳化物的顆粒就增大，屈服點(diǎn)和拉伸強(qiáng)度就下降，降低硬度和脆性，延伸率

21、和收縮率就升高。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以取得預(yù)期的力學(xué)性能?；鼗鸱指邷鼗鼗?、中溫回火和低溫回火三類(lèi)。高溫回火：500650中溫回火：300450低溫回火：150250調(diào)質(zhì)處理方法調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火是指在500-650之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強(qiáng)度、塑性和韌性都較好，具有良好的綜合機(jī)械性能。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體?；鼗鹚魇象w是馬氏體于回火時(shí)形成的，在光學(xué)鏡相顯微鏡下放大500600倍以上才能分辨出來(lái)，其為鐵素體基體內(nèi)分布著碳化物（包括滲碳體）球粒的復(fù)合組織。它也是馬氏體的一種回火組織，是鐵素體與粒狀碳化物的混合物

22、。此時(shí)的鐵素體已基本無(wú)碳的過(guò)飽和度，碳化物也為穩(wěn)定型碳化物。常溫下是一種平衡組織。時(shí)效處理方法時(shí)效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長(zhǎng)期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250）精加工前，把工件重新加熱到100-150，保持5-20小時(shí)，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱(chēng)為時(shí)效。對(duì)在低溫或動(dòng)載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時(shí)效處理，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要。分類(lèi)調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類(lèi)，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴(yán)格。如果含碳量過(guò)高，調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高，但韌性不夠，如含碳量過(guò)低，韌性提高而強(qiáng)度不足。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能，一

23、般含碳量控制在0.300.50%。調(diào)質(zhì)淬火時(shí)，要求工件整個(gè)截面淬透，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過(guò)高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測(cè)試，這就是說(shuō)，淬火后的硬度必須達(dá)到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖要求來(lái)檢查。應(yīng)用及案例調(diào)質(zhì)常常應(yīng)用在中碳(低合金)結(jié)構(gòu)鋼，也用在低合金鑄鋼中?？傊畬?duì)力學(xué)要求高的結(jié)構(gòu)零部件都要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 （hardening and tempering；thermal refining） 金屬材料熱處理工藝之一。材料在淬火后高溫回火叫調(diào)質(zhì)處理。目的是使鋼件有很高的韌性和足夠的強(qiáng)度，具有綜合的優(yōu)良機(jī)械性能

24、。例如立軸、絲杠、齒輪等。一般是在零件加工后進(jìn)行，也可將粗坯調(diào)質(zhì)后再進(jìn)行機(jī)械加工。1、45鋼的調(diào)質(zhì)45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼，冷熱加工性能都不錯(cuò)，機(jī)械性能較好，且價(jià)格低、來(lái)源廣，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點(diǎn)是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。45鋼淬火溫度在A3+(3050)，在實(shí)際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時(shí)間。如果實(shí)際裝爐量大，就需適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間。不然，可能會(huì)出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象。但保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)也出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病，影響淬火質(zhì)量。我們認(rèn)為，如裝爐量

25、大于工藝文件的規(guī)定，加熱保溫時(shí)間需延長(zhǎng)1/5。因?yàn)?5鋼淬透性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應(yīng)該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開(kāi)裂，這是因?yàn)楫?dāng)工件冷卻到180左右時(shí)，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過(guò)大的組織應(yīng)力所致。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域，就應(yīng)采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗(yàn)操作，當(dāng)水中的工件抖動(dòng)停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動(dòng)不宜靜，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運(yùn)動(dòng)。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大，甚至開(kāi)裂。45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC5659，截面大的可

26、能性低些，但不能低于HRC48，不然，就說(shuō)明工件未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過(guò)回火，仍然保留在基體中，達(dá)不到調(diào)質(zhì)的目的。45鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560600，硬度要求為HRC2234。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機(jī)械性能，所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類(lèi)零件要求強(qiáng)度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類(lèi)零件，因調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行銑、插加工，硬度要求就低些。關(guān)于回火保溫時(shí)間，視硬度要求和工件大小而定，我們認(rèn)為，回火后的硬度取決于回火溫度，與回火時(shí)間關(guān)系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時(shí)間總在一

27、小時(shí)以上。2、40Cr鋼的調(diào)質(zhì)處理 Cr能增加鋼的淬透性，提高鋼的強(qiáng)度和回火穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的機(jī)械性能。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件，應(yīng)采用Cr鋼。40Cr調(diào)質(zhì)以后的硬度大概在HRC32-36之間,也就是說(shuō)大概HB301-340之間.40Cr830-860油淬>55HRC150回火55HRC200回火53HRC300回火51HRC400回火43HRC500回火34HRC550回火32HRC600回火28HRC650回火24HRC40Cr特性：中碳調(diào)質(zhì)鋼，冷鐓模具鋼。該鋼價(jià)格適中，加工容易，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚硪院罂色@得一定的韌性、塑性和耐磨性。正火可促進(jìn)組織球化，改進(jìn)硬度小于160HBS毛坯的切

28、削性能。在溫度550570進(jìn)行回火，該鋼具有最佳的綜合力學(xué)性能。該鋼的淬透性高于45鋼，適合于高頻淬火，火焰淬火等表面硬化處理等。40Cr用途：這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后用于制造承受中等負(fù)荷及中等速度工作的機(jī)械零件，如汽車(chē)的轉(zhuǎn)向節(jié)、后半軸以及機(jī)床上的齒輪、軸、蝸桿、花鍵軸、頂尖套等；經(jīng)淬火及中溫回火后用于制造承受高負(fù)荷、沖擊及中等速度工作的零件，如齒輪、主軸、油泵轉(zhuǎn)子、滑塊、套環(huán)等；經(jīng)淬火及低溫回火后用于制造承受重負(fù)荷、低沖擊及具有耐磨性、截面上實(shí)體厚度在25mm以下的零件，如蝸桿、主軸、軸、套環(huán)等；經(jīng)調(diào)質(zhì)并高頻表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而無(wú)很大沖擊的零件，如齒輪、套筒、軸、主軸、曲軸、心軸、銷(xiāo)子、連桿、 螺釘、螺帽、進(jìn)氣閥等，40Cr廣泛用于機(jī)械制造，這種鋼的機(jī)械