鋼的熱處理介紹

鋼的熱處理介紹金屬材料進展熱處理是改善和提高零件性能的重要方法，因此在零件的制造過程中，熱處理是不行缺少的。一、常用的金屬材料——鋼與鑄鐵金屬材料包括純金屬及其合金〔即在一種金屬中參加其它元素所形成的金屬材料。工業(yè)上又把金屬材料分為兩大類：一類為黑色金屬，它包括鐵、錳、鉻及其合金，其中以鐵基合金〔即鋼和鑄鐵〕合金。在工業(yè)上使用的金屬材料中，以鋼和鑄鐵使用最多。鋼和鑄鐵〔總稱為鋼鐵材料〕是以鐵為主，參加碳等其它合金元素所組成的，故稱為鐵碳合金材料。一般把含碳量小于2%的鐵碳合金稱為鋼；大2%的鐵碳合金稱為鑄鐵。鋼的分類、編號及性能特點：依據(jù)成分不同鋼可分為碳素鋼〔簡稱碳鋼〕和合金鋼兩類。碳素鋼S、P≤0.035%，高級優(yōu)質(zhì)鋼〔≤0.02%,≤0.003〕等。碳鋼的性能主〔≤0.25、中碳鋼C=0.～0.6〕和高碳鋼C>0.6。所以低碳鋼的強度、硬〔自行車的擋泥板等、焊接件等；高碳鋼的強度高，塑性低，常用于制造受力較大的彈簧等零件；中碳鋼既有肯定強度，也有肯定塑性，常用于制備受力較大、較簡單的軸類零件等。碳素構(gòu)造風(fēng)〔SP〕分為碳素構(gòu)造鋼和優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼。Q+三位數(shù)字。Q〔MPa〕數(shù)值，如常用的Q235，表示屈服點為235MPaQ235鋼A3Q235如一般的螺釘、螺母、沖壓件、焊接件。橋梁建筑的構(gòu)造件等。屬于這類鋼的還有Q195、Q215、Q255、Q275優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造鋼常經(jīng)熱處理后使用，其牌號的一般表示方法為兩位數(shù)字，這兩位數(shù)字表示該鋼的含碳量的萬分?jǐn)?shù)。450.45%左右。常用的優(yōu)質(zhì)碳素構(gòu)造4565鋼屬高碳鋼。碳素工具鋼該類鋼主要用于制造各種工具、量具、模具及量具等。該鋼的牌號表示方法是“T”后面加一位或兩位數(shù)字組成。T為“碳”字漢語拼音字首，后面的數(shù)字表示該鋼含碳量的千分?jǐn)?shù)。如T8A0.8%的高級碳素工具鋼；T121.2%的碳素工具鋼。常用的碳素工具鋼有：T7、T8、T10、T12該類鋼的含碳量較多，強度、硬高度、耐磨性好，經(jīng)熱處理后使用。常用于高強度、高耐磨性的零件和工具等如銼刀、鋸條、簡潔小型沖模等。合金鋼合金鋼是在碳素鋼的根底上再參加其它合金元素所形成的鋼。合金元素的參加是為了改善與提高鋼的力學(xué)性能和獲得某些特別性能〔如耐蝕性。常用的合金元素有Ti按參加的合金元素含量多少可分為低合金鋼〔合金元素總含量<5%、中合金鋼〔合金元素總含量～10〕和高合金鋼〔總含量>10。工業(yè)上按合金鋼的用途分為合金構(gòu)造鋼、合金工具鋼和特別性能鋼。60Si2Mn,600.6%；Si22%；含Mn≤1.5%40Cr合金工具鋼這類鋼常用于制造各種刀具、模具和量具等。1%3Cr2W8VW18Cr40.～0.8W18Cr4V1Cr18Ni9。鑄鐵2%〔常用2.5～4%比鋼低，特別是抗拉強度和塑性低，不能進展鍛壓加工，但其硬度和外形不同分為灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵和球墨鑄鐵等?；诣T鐵石墨以片狀形態(tài)存在的鑄鐵稱為灰鑄鐵。由于片狀石墨存在，的牌號為HT后加三位數(shù)字。三位數(shù)字表示最低的抗拉強度MP。例如HT200、HT250HT300可鍛鑄鐵石墨以團絮狀的形態(tài)存在的鑄鐵稱為可鍛鑄鐵。由于團絮狀石鐵的牌號為三個拼音字和二組數(shù)字：如KTH300-06、KTZ550-04。KT〔MP。球墨鑄鐵石墨以球狀形態(tài)存在的鑄鐵稱為球墨鑄鐵。由于球狀石墨的應(yīng)QQT450-1QT600-3等。二、鋼的熱處理工藝熱處理就是將固態(tài)金屬或合金承受適當(dāng)?shù)姆绞竭M展加熱、保溫順〔如下圖。不管是那種熱處理，都是分這三個階段，不同的是加熱溫度、保溫時間和冷卻速度不同。熱處理工藝的特點是不轉(zhuǎn)變金屬零件的外形尺寸，只轉(zhuǎn)變材料能潛力，這對提高產(chǎn)品質(zhì)量和延長使用壽命有重要的意義。鋼的熱處理種類分為整體熱處理和外表熱處理兩大類。常用的與化學(xué)熱處理兩類。退火退火就是將金屬或合金的工件加熱到適當(dāng)溫度〔高于或低于臨〔即隨爐加熱保溫冷卻冷或者埋入導(dǎo)熱性較差的介質(zhì)中〕的熱處理工藝。退火工藝的特點是保溫時間長，冷卻緩慢，可獲得平衡狀態(tài)的組織。鋼退火的主要目的是為了細(xì)化組織，提高性能，降低硬度，以便于切削加工；消退內(nèi)應(yīng)力；提高韌性，穩(wěn)定尺寸。使鋼的組織與成同，退火有完全退火、球化退火、消退應(yīng)力退火等幾種。退火常在零件制造過程中對鑄件、鍛件、焊件接進展，以便于以后的切削加工或為淬火作組織預(yù)備。正火30-50的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織。正火與退火工藝相比，其主要區(qū)分是正火的冷卻速度稍快，所時，盡可能選用正火。大局部中、低碳鋼的坯料一般都承受正熾熱處理。一般合金鋼坯料常承受退火，假設(shè)用正火，由于冷卻速度較快，使其正火后硬度較高，不利于切削加工。淬火將鋼件加熱到臨界點以上某一溫度〔 45號鋼淬火溫度為840-86℃,碳素工具鋼的淬火溫度為76～78℃然后以適當(dāng)速度冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。淬火與退火、正火處理在工藝上的主要區(qū)分是冷卻速度快，目快，會使鋼中內(nèi)應(yīng)力增大，引起鋼件的變形，甚至開裂。馬氏體組織是鋼經(jīng)淬火后獲得的不平衡組織，它的硬度高，但體的塑性與韌性也與鋼的含碳量有關(guān)，含碳量低，馬氏體的塑性，韌性就較好?；鼗痄摷阌埠螅偌訜岬脚R界溫度以下的某一溫度，保溫肯定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。淬火后的鋼件一般不能直接使用，必需進展回火后才能使用。由于淬火鋼的硬度高、脆性大，直接使用常發(fā)生脆斷。通過回火可以消退或削減內(nèi)應(yīng)力、降低脆性，提高韌性；另一方面可以調(diào)整淬火鋼的力學(xué)性能，到達鋼的使用性能。依據(jù)回火溫度的不同，回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。低溫回火淬火鋼件在250℃以下的回火稱為低溫回火。低溫回火主要是消退內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的脆性，一般很少降低鋼的硬度，即低溫回火后條件下有高硬度的鋼件，都是淬火后經(jīng)低溫回火處理。中溫回火250℃～500經(jīng)中溫回火后可獲得良好的彈性，因此彈簧、壓簧、汽車中的板彈簧等，常承受淬火后的中溫回火處理。高溫回火淬火鋼件在高于500℃的回火稱為高溫回火。淬火鋼件經(jīng)高溫淬火后，具有良好綜合力學(xué)性能〔既有肯定的強度、硬度，又有肯定的塑性、韌性。所以一般中碳鋼和中碳合金鋼常承受淬火后的高溫回火處理。軸類零件應(yīng)用最多。淬火+高溫回火稱為調(diào)質(zhì)處理。外表熱處理僅對工件表層進展熱處理以轉(zhuǎn)變組織和性能的工藝稱外表熱處理。其熱處理的特點是用快速加熱的方法把鋼件外表快速加熱到淬火溫度〔這時鋼件的心部溫度較低，然后快速冷卻，使鋼件的肯定深度表〔一般外表淬火前進展了調(diào)質(zhì)處理。例如齒輪工作時外表接觸應(yīng)力大，摩擦利害，要求表層高硬度，而齒輪心部通過軸傳遞動力〔包括沖擊力。所以中碳鋼制造的齒輪是調(diào)源頻率不同有高頻淬火、中頻淬火?；瘜W(xué)熱處理將金屬或合金工件置于肯定溫度的活性介質(zhì)滲入元素不同，化學(xué)熱處理有滲低碳合金鋼〔如220Cr鋼；氣體滲碳時的滲碳劑為煤油或乙醇；滲碳溫度為900-950℃,煤油或乙醇在該溫度下裂解出活性碳原子[C]，[C向內(nèi)部集中，形成肯定厚度的滲碳層。熱處理常用加熱設(shè)備熱處理中常用的加熱設(shè)備主要有加熱爐、測溫儀表、冷卻設(shè)備和硬度計等。其中加熱爐有很多種，常用電阻爐和鹽浴爐。電阻爐電阻爐是利用電流通過電熱元件〔如金屬電阻絲，SiC〕產(chǎn)生的熱量來加熱工件。依據(jù)其加熱的溫度不同，可分為電阻爐和井式電阻爐等多種。這種爐子的構(gòu)造簡潔，操作簡潔，價格較低，主要用于中、小型零件的退火、正火、淬火、回火等熱處理。其主要缺點是加熱易氧化、脫碳，是一種周期性作業(yè)爐，生產(chǎn)率低。〔即工件放入熔融的鹽中加熱鹽浴爐常用的鹽為氯化鋇、氯化鈉、硝酸鉀和硝酸鈉。由于工件加熱火。三、鋼鐵材料的火花鑒別火花鑒別的根本學(xué)問火花鑒別是利用鋼鐵材料在高速旋轉(zhuǎn)的砂輪上磨削時，依據(jù)所學(xué)成分。鋼鐵材料在砂輪上磨削時所射出的全部火花稱作火花束，它有稱為節(jié)點。節(jié)點處所射出的線稱為芒線。流線或芒線上由節(jié)點、芒線所組成的火花稱節(jié)花。節(jié)花按爆發(fā)先后分為一次花、二次花、三次花的尾花〔菊花狀尾花、弧尾花、羽狀尾花等。常用鋼鐵材料的火花特征碳是鋼鐵材料火花形成的根本元素，也是火花鑒別法需要測定的主要成分。由于含碳量不同，其火花形成也不同；合金元素也影響火花的特征。碳素鋼的火花特征