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金属热处理“四把火”(下)-ZT

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回火 

回火工艺 

回火是将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度,保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却到室温的热处理工艺。

回火的目的:(1)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂;(2)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求;(3)稳定组织与尺寸,保证精度;(4)改善和提高加工性能。 

回火分类

 ●低温回火

指工件在150~250℃进行的回火。

目的:保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性。

回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。

(针状马氏体)

 

应用范围:刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。

 

●中温回火

指工件在350~500℃之间进行的回火。

目的:得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。回火后得到回火屈氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。

(屈氏体) 

应用范围:弹簧、锻模、冲击工具等。 

●高温回火

指工件在500℃以上进行的回火。

目的:得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。

回火后得到回火索氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物(包括渗碳体)的复相组织。

 具体用途  

(1)对于低碳钢和低合金钢,正火可以提高其硬度,以改善切削性;

(2)对于中碳钢,正火可代替调质处理,为高频淬火做组织准备,并可减少钢件的变形和降低加工成本;

(3)对于高碳钢,正火可消除网状渗碳体组织,便于球化退火;

(4)对于大型钢锻件或截面有急剧变化的钢铸件,可用正火代替淬火,以减少变形开裂倾向,或为淬火做好组织准备;

(5)对于钢的淬火反修件,可通过正火消除过热影响,以便能重新淬火;

(6)用于铸铁件以增加基体的珠光体量,提高铸件的强度和耐磨性。 

退火 

退火工艺 

将金属或合金加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却(一般为随炉冷却),的热处理工艺叫做退火。

 退火的实质是将钢加热到奥氏体化后进行珠光体转变,退火后的组织是接近平衡后的组织。

 退火的目的:

(1)降低钢的硬度,提高塑性,便于机加工和冷变形加工;

(2)均匀钢的化学成分及组织,细化晶粒,改善钢的性能或为淬火作组织准备;

(3)消除内应力和加工硬化,以防变形和开裂。

  退火方法

 1、完全退火

工艺:将钢加热到Ac3以上20~30℃,保温一段时间后缓慢冷却(随炉)以获得接近平衡组织的热处理工艺(完全奥氏体化),实际生产中,为提高生产率,退火冷却至500℃左右即出炉空冷。

目的:细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度和改善钢的切削加工性。 亚共析钢完全退火后的组织为F+P。

应用:完全退火主要用于亚共析钢(wc=0.3~0.6%),一般是中碳钢及低、中碳合金钢铸件、锻件及热轧型材,有时也用于它们的焊接件。

 

2、不完全退火

工艺:将钢加热到Ac1~Ac3(亚共析钢)或Ac1~Accm(过共析钢)经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。

应用:主要用于过共析钢获得球状珠光体组织,以消除内应力,降低硬度,改善切削加工性。

 

3、等温退火

工艺:将钢加热到高于Ac3(或Ac1)的温度,保温适当时间后,较快冷却到珠光体区的某一温度,并等温保持,使奥氏体转变为珠光体,然后空冷至室温的热处理工艺。

目的:与完全退火相同,转变较易控制。

应用:适用于较稳定的钢:高碳钢(wc>0.6%)、合金工具钢、高合金钢(合金元素的总量>10%)。等温退火还有利于获得均匀的组织和性能。但不适用于大截面钢件和大批量炉料,因为等温退火不易使工件内部或批量工件都达到等温温度。

 

4、球化退火

工艺:使钢中碳化物球状化,获得粒状珠光体的一种热处理工艺。加热至Ac1以上20~30℃温度,保温时间不宜太长,一般以2~4h为宜,冷却方式通常采用炉冷,或在Ar1以下20℃左右进行较长时间等温。

目的:降低硬度、均匀组织、改善切削加工性为淬火作组织准备。

应用:主要用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。球化退火得到球状珠光体,在球状珠光体中,渗碳体呈球状的细小颗粒,弥散分布在铁素体基体上。球状珠光体与片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易粗大,冷却时变形和开裂倾向小。

 

5、扩散退火(均匀化退火)

工艺:将钢锭、铸件或锻坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温,然后缓慢冷却以消除化学成分不均匀现象的热处理工艺。

目的:消除铸锭在凝固过程中产生的枝晶偏析及区域偏析,使成分和组织均匀化。

应用: 应用于一些优质合金钢及偏析较严重的合金钢铸件及钢锭。扩散退火的加热温度很高,通常为Ac3或Accm以上100~200℃,具体温度视偏析程度及钢种而定,保温时间一般为10~15小时。扩散退火后需完全退火及正火处理,以细化组织。

 

6、去应力退火

工艺:将钢件加热至低于Ac1的某一温度(一般为500~650℃),保温,然后随炉冷却。

去应力退火温度低于A1,因此去应力退火不引起组织变化。

目的:消除残余内应力。

应用:主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

 

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