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金屬熱處理工藝三過程

更新时间:2019-12-01 08:00人气:2964
  中國鋼管信息港本日新聞:在亞共析鋼或過共析鋼中,由高溫以較快的速度冷卻時,先共析的鐵素體或滲碳體從奧氏體晶界上沿著奧氏體的一定晶麵向晶內生長,呈針狀析出。在光學顯微鏡下可以觀察到從奧氏體晶界上生長出來的鐵素體或滲碳體近似平行,呈羽毛狀或三角形,其間存在著珠光體的組織。這類組織稱為魏氏組織。
  
  產業上將具有片(針)狀鐵素體或滲碳體加珠光體的組織稱為魏氏組織,前者稱為魏氏組織鐵素體,後者稱為魏氏組織滲碳體。魏氏組織和經常與其伴生的粗大晶粒組織會使鋼的機械性能 ,特別是塑性和衝擊性能明顯降低,並使鋼的脆性轉折溫度升高。在這類情況下必須消除魏氏組織和粗大晶粒組織。常用方法是采用細化晶粒的正火、退火和鑄造等。
  
  實際生產中碰到的魏氏組織大多是鐵素體魏氏組織.魏氏組織常伴隨著奧氏體晶粒粗大而出現,是以,使鋼的力學性能特別是塑性和衝擊韌性明顯降低,同時使脆性轉折溫度升高。魏氏組織輕易出現在過熱鋼中,是以,奧氏體晶粒越粗大,越輕易出現魏氏組織。鋼由高溫較快地冷卻下來往往輕易出現魏氏組織,慢冷則不易出現。鋼中的魏氏組織一般可通過細化晶粒的正火、退火和鑄造等方法加以消除,程度嚴重的可采用二次正火方法加以消除。
  
  中國鋼管信息港本日新聞:熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程 ,有時隻有加熱和冷卻兩個過程。這些過程互相銜接 ,不可中斷。
  
  加熱是熱處理的首要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多 ,最早是采用木炭和煤作為熱源,進而利用液體和氣體燃料 。電的利用使加熱易於控製,且無環境汙染 。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬,乃至浮動粒子進行間接加熱。
  
  金屬加熱時,工件暴露在空氣中 ,經常發生氧化 、脫碳(即鋼鐵零件表麵碳含量降低),這對於熱處理後零件的表麵性能有很不利的影響。因此金屬通常應在可控氣氛或保護氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,也可用塗料或包裝方法進行保護加熱。
  
  加熱溫度是熱處理工藝的首要工藝參數之一,選擇和控製加熱溫度,是保證熱處理質量的首要題目 。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理目的不同而異,但一般都是加熱到某特性改變溫度以上 ,以獲得高溫組織。另外改變需要一定的時間,是以當金屬工件表麵達到要求的加熱溫度時,還須在此溫度保持一定時間,使內外溫度一致,使顯微組織改變完全,這段時間稱為保溫時間。采用高能密度加熱和表麵熱處理時,加熱速度極快,一般就沒有保溫時間,而化學熱處理的保溫時間往往較長。
  
  冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,冷卻方法因工藝不同而不同 ,首要是控製冷卻速度。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行淬硬。
  
  金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表麵熱處理和化學熱處理三大類 。根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同,每一大類又可區分為若幹不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝,可獲得不同的組織,從而具有不同的性能。鋼鐵是產業上利用最廣的金屬,而且鋼鐵顯微組織也最為複雜,是以鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
  
  整體熱處理是對工件整體加熱,然後以適當的速度冷卻,以改變其整體力學性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火 、淬火和回火四種基本工藝。
  
  退火是將工件加熱到適當溫度,根據材料和工件尺寸采用不同的保溫時間,然後進行緩慢冷卻,目的是使金屬內部組織達到或接近平衡狀況,或者是使前道工序產生的內部應力得以開釋,獲得良好的工藝性能和使用性能,或者為進一步淬火作組織籌辦。正火或稱常化是將工件加熱到適宜的溫度後在空氣中冷卻,正火的效果同退火相似,隻是得到的組織更細,常用於改善材料的切削性能,也有時用於對一些要求不高的零件作為終究熱處理。
  
  淬火是將工件加熱保溫後,在水、油或其他無機鹽溶液、有機水溶液等淬冷介質中快速冷卻。淬火後鋼件變硬,但同時變脆。為了降低鋼件的脆性,將淬火後的鋼件在高於室溫而低於650℃的某一適當溫度進行較長時間的保溫,再進行冷卻 ,這類工藝稱為回火。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係密切,經常配合使用 ,缺一不可。
  
  "四把火"隨著加熱溫度和冷卻方式的不同 ,又演變出不同的熱處理工藝。為了獲得一定的強度和韌性,把淬火和高溫回火結合起來的工藝,稱為調質。某些合金淬火形成過飽和固溶體後,將其置於室溫或稍高的適當溫度下保持較長時間,以進步合金的硬度、強度或電性磁性等。如許的熱處理工藝稱為時效處理 。
  
  把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結合起來進行,使工件獲得很好的強度、韌性配合的方法稱為形變熱處理;在負壓氣氛或真空中進行的熱處理稱為真空熱處理,它不僅能使工件不氧化,不脫碳,保持處理後工件表麵光潔,進步工件的性能,還可以通進滲劑進行化學熱處理。
  
  表麵熱處理是隻加熱工件表層,以改變其表層力學性能的金屬熱處理工藝。為了隻加熱工件表層而不使過多的熱量傳進工件內部,使用的熱源須具有高的能量密度,即在單位麵積的工件上給予較大的熱能,使工件表層或局部能短時或瞬時達到高溫。表麵熱處理的首要方法有火焰淬火和感應加熱熱處理,常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。
  
  化學熱處理是通過改變工件表層化學成分、組織和性能的金屬熱處理工藝。化學熱處理與表麵熱處理不同的地方是後者改變了工件表層的化學成分。化學熱處理是將工件放在含碳、氮或其他合金元素的介質(氣體、液體、固體)中加熱,保溫較長時間 ,從而使工件表層滲透碳、氮、硼和鉻等元素。滲透元素後,有時還要進行其他熱處理工藝如淬火及回火。化學熱處理的首要方法有滲碳、滲氮、滲金屬。
  
  熱處理是機械零件和工模具製造過程中的首要工序之一。大體來說,它可以保證和進步工件的各種性能,如耐磨、耐腐蝕等。還可以改善毛坯的組織和應力狀況,以利於進行各種冷、熱加工。
  
  例如白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵,進步塑性;齒輪采用精確的熱處理工藝,使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成倍或幾十倍地進步;另外,價廉的碳鋼通過滲透某些合金元素就具有某些價昂的合金鋼性能 ,可以代替某些耐熱鋼、不鏽鋼;工模具則幾乎全部需要經過熱處理方可使用。
  
  中國鋼管信息港本日新聞:隨著激光和等離子技術的日益成熟,利用這兩種技術,並在普通鋼工件表麵塗敷一層其他耐磨、耐蝕或耐熱塗層,以改變原工件表麵性能,這類新技術稱為表麵改性。

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