高速鋼(紅硬性)

高速鋼的紅硬性1.概述高速鋼又名風(fēng)鋼或鋒鋼，意它是一種成分簡(jiǎn)單的合金鋼，含有鎢、鉬、鉻、釩等10～25%在高速切削產(chǎn)生高熱狀況下(約500℃)仍能保持高的硬度，HRC60以上。這就是高速鋼最主要的特性——紅硬性。而碳素工具鋼經(jīng)淬火和低溫回火后，200℃時(shí)，500℃硬度已降到與退火狀態(tài)相像的程度，完全喪失了切削金屬的力量，這就限制了彌補(bǔ)了碳素工具鋼的致命缺點(diǎn)，可以用來制造切削工具。高速鋼的熱處理工藝較為簡(jiǎn)單，必需經(jīng)過退火、淬火、回火等一系列過程。退火的目的是消退應(yīng)力，降低硬度，使顯微組織均勻，便于淬火。退火溫度一般為860～880℃。淬火時(shí)由于它的導(dǎo)熱性差一般分800～850℃預(yù)熱(以免引起大的熱應(yīng)力1220～1250℃，后油冷。工廠均承受鹽爐加熱。淬火后因內(nèi)部組織還保存一局部(約30%)剩余奧氏體沒有轉(zhuǎn)變成馬氏體，影響了高速鋼的性能。為使剩余奧氏體轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提2～3次回火，回火溫度560℃，每次保溫1小時(shí)。(1)生產(chǎn)制造方法：通常承受電爐生產(chǎn)，近來曾承受粉末冶金方法生產(chǎn)高速鋼，使碳化物呈極細(xì)小的顆粒均勻地分布在基體上，提高了使用壽命。(2)2.3.主要進(jìn)口生產(chǎn)國(guó)家我國(guó)主要從日本、俄羅斯、德國(guó)、巴西等國(guó)進(jìn)口。4.種W18CR4V,6Mo5Cr4V2等。熱處理概述金屬熱處理是將金屬工件放在肯定的介質(zhì)中加熱、保溫、冷卻，通過轉(zhuǎn)變金屬材料外表或內(nèi)部的組織構(gòu)造來掌握其性能的工藝方法。1．金屬組織金屬：具有不透亮、金屬光澤良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性并且其導(dǎo)電力量隨溫度的增高而減小，富有延性和展性等特性的物質(zhì)。金屬內(nèi)部原子具有規(guī)律性排列的固體〔即晶體〕。合金：一種金屬元素與另外一種或幾種元素，通過熔化或其他方法結(jié)合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。相：合金中同一化學(xué)成分、同一聚攏狀態(tài)，并以界面相互分開的各個(gè)均勻組成局部。固溶體：是一個(gè)〔或幾個(gè)〕組元的原子〔化合物〕溶入另一個(gè)組元的晶格中，而仍保持另一組元的晶格類型的固態(tài)金屬晶體，固溶體分間隙固溶體和置換固溶體兩種。固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格的間隙或結(jié)點(diǎn)，使晶格發(fā)生畸變，使固溶體硬度和強(qiáng)度上升，這種現(xiàn)象叫固溶強(qiáng)化現(xiàn)象。金屬化合物：合金的組元間以肯定比例發(fā)生相互作用兒生成的一種相，通常能以化學(xué)式表示其組成。機(jī)械混合物：由兩種相或兩種以上的相機(jī)械的混合在一起而得到的多相集合體。鐵素體：碳在a-Fe〔體心立方構(gòu)造的鐵〕中的間隙固溶體。奧氏體：碳在g-Fe〔面心立方構(gòu)造的鐵〕中的間隙固溶體。滲碳體：碳和鐵形成的穩(wěn)定化合物〔Fe3c〕。珠光體：鐵素體和滲碳體組成的機(jī)械混合物〔F+Fe3c 含碳0.77%〕〔含碳4.3%〕金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比，熱處理一般不轉(zhuǎn)變工件的外形和整體的化學(xué)成分，而是通過轉(zhuǎn)變工件內(nèi)部的顯微組織，或轉(zhuǎn)變工件外表的化學(xué)成分，賜予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料，鋼鐵顯微組織簡(jiǎn)單，可以通過熱處理予以掌握，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容。另外，鋁、銅、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理轉(zhuǎn)變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能，以獲得不同的使用性能。在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用漸漸為人們所生疏。早在商代，就已經(jīng)有了再結(jié)晶退火的金箔飾物。公元前770～222年，中國(guó)人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已覺察，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器漸漸被承受，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到快速進(jìn)展。中國(guó)河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。隨著淬火技術(shù)的進(jìn)展，人們漸漸覺察淬冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國(guó)在古代就留意到不同水質(zhì)的冷卻力量了，同時(shí)也留意了油和尿的冷卻力量。中國(guó)出土的西漢(206～24)中山靖王墓中的寶劍,0.15～0.4%0.6%“手藝”的隱秘，不愿外傳，因而進(jìn)展很慢。1863種不同的金相組織，證明白鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相。法國(guó)人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國(guó)人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論根底。與此同時(shí)，人們還爭(zhēng)論了在金屬熱處理的加熱過程中對(duì)金屬的保護(hù)方法，以避開加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。1850～1880年，對(duì)于應(yīng)用各種氣體(諸如氫氣、煤氣、一氧化碳等)1889～1890年英國(guó)人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利。二十世紀(jì)以來，金屬物理的進(jìn)展和其它技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大進(jìn)展。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)展氣體滲碳；30年月消滅露點(diǎn)電位差計(jì),使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)到達(dá)可控，以后又爭(zhēng)論出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步掌握爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60年月，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用，進(jìn)展了離子滲氮、滲碳工藝；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了的外表熱處理和化學(xué)熱處理方法。熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程相互連接，不行連續(xù)。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是承受木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于掌握，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)展間接加熱。金屬加熱時(shí)，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件外表碳含量降低很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱，也可用涂料或包裝方法進(jìn)展保護(hù)加熱。加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和掌握加熱溫度，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相此當(dāng)金屬工件外表到達(dá)要求的加熱溫度時(shí)，還須在此溫度保持肯定時(shí)間，使內(nèi)外溫度全都，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間。承受高能密度加熱和外表熱處理時(shí)，加熱速度極快，一般就沒有保溫時(shí)間，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(zhǎng)。冷卻也是熱處理工藝過程中不行缺少的步驟，冷卻方法因工藝不同而不同，主要是掌握冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)展淬硬。金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、外表熱處理和化學(xué)每一大類又可區(qū)分為假設(shè)干不同的熱處理工藝。同一種金屬承受不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為簡(jiǎn)單，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s，以轉(zhuǎn)變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種根本工藝。退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度，依據(jù)材料和工件尺寸承受不同的保溫時(shí)間，然后進(jìn)展緩慢冷卻，目的是使金屬內(nèi)部組織到達(dá)或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能，或者為進(jìn)一步淬火作組織預(yù)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相像，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善低碳材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理。淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其它無機(jī)鹽、有機(jī)水為了降低鋼件的脆性，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)展長(zhǎng)時(shí)間的保溫，再進(jìn)展冷卻，這種工藝稱為回火。退火、正火、淬火、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系親熱，常常協(xié)作使用，缺一不行?！八陌鸦稹彪S著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演化出不同的熱處理工藝。為了獲得肯定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì)。某些合金淬火形成過飽和固提高合金的硬度、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理。把壓力加工形變與熱處理有效而嚴(yán)密地結(jié)合起來進(jìn)展，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性協(xié)作的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)展的熱處理稱為真空熱處理，它不僅能使工件不氧化，不脫碳，保持處理后工件外表光滑，提高工件的性能，還可以通入滲劑進(jìn)展化學(xué)熱處理。外表熱處理是只加熱工件表層，以轉(zhuǎn)變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度，即在單位面積的工件上賜予較大的熱能，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)到達(dá)高溫。外表熱處理的主要方法有火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流、激光和電子束等?；瘜W(xué)熱處理是通過轉(zhuǎn)變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學(xué)熱處理與外表熱處理不同之處是后者轉(zhuǎn)變了工件表層的化學(xué)成分