今天,我们一起来了解一下钢淬火退火的工艺性

日期:2018-11-08 / 浏览: 次 / 来源:郑州高氏

今天,我们一起来了解一下钢淬火退火的工艺性

为使钢具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料外,热处理工艺是必不可少的。它不改变钢的外形,但通过热处理可以充分发挥钢的潜能,并赋予钢所需要的的特性,延长使用寿命。现在,基本上所有的工件都需要热处理。热处理技术在工业上的应用已经相当广泛。

钢的热处理工艺性主要包括淬透性、粹硬性、回火脆性,过热敏感性,耐回火性、氧化脱碳趋向及超高强度钢表面状态敏感性等,这些工艺性均与材料的化学成分和组织有关,是选材和制定生产工艺的重要依据。

1.淬透性  钢的淬透性是指在一定条件下钢件淬火后能够获得淬硬层的能力。钢的摔透性一般可用淬火临界直径、截面硬度分布曲线和端淬硬度分布曲线等表示。

钢的淬透性使钢产生了尺寸效应(亦称质量效应),由于零件截面尺寸大小不同而造成淬硬层深度不同,同时也影响淬火件表面硬度,因此设计师必须充分注意材料的淬透性,合理选择材料,设计大截面或形状复杂的重要零件时应选用淬透性好的合金钢,可以保证沿整个截面都具有高强度和高韧性的良好配合,同时减少热处理变形和开裂。设计师还要根据零件的服役条件合理确定淬透性要求,对于重要零件(如连杆,高强度螺栓、拉杆等),要求淬火后保证心部获得90%以上马氏体(体积分数),对于一般单向受拉,受压的零件,则要求淬火后心部获得50%马氏体(体积分数)即可,因考虑刚度而尺寸较大的曲轴,淬火后只要求离表面1/4R处保证获得50以上马氏体(体积分数。弹簧零件一般要求淬透,对于滚动轴承、小轴承要全部淬透,但受冲击载荷大的大轴斑则不宜淬透。

淬火临界直径是指淬火试件中心形成一定量马氏体,即心部达到一定临界硬度的最大直径。

钢的淬透性是制定热处理工艺的重要依据,淬透性好的钢淬火时,可以选用较缓和的淬火介质和较慢冷却的淬火工艺,以减少零件的变形和开裂趋向。

2.氧化脱碳趋向 钢在加热过程中,由于周围氧化气氛的作用,表面形成金属氧化物,使钢表面失去原来的光泽,称之为氧化;同时钢材表面的碳全部或部分丧失掉,使表面碳含量降低,称之为脱碳。在还原气氛中加热,-般不会产生氧化,但控制不好还会产生脱碳。

氧化使钢表面失去金属光泽,表面粗糙度值增加,精度下降,这对精密零件是不允许的。同时,氧化使钢的强度降低,其他力学性能也下降,增加了淬火开裂和淬火软点可能性。脱碳明显降低钢的淬火硬度、耐磨性及疲劳性能,高速钢脱碳会严重影响热硬性。各种钢种中,含硅钢的氧化脱碳倾向较大.

在工业生产中应尽量避免氧化脱碳:重要受力件不允许在最终零秤上有氧化脱磺层存在。为此,设计师必须根据生产过程和现场条件,合理留足加工余量,工艺师应适当安排好加工流程,热处理工作者应积极采用各种少无氧化脱碳的热处理工艺,控制氧化脱磺,保证零件热处理质量,获得稳定可靠的使用性能。

3.淬硬性.淬硬性是指钢在理想淬火条件下,以超过临界冷却速度冷却,使形成的马氏体能够达到最高硬度。钢的淬硬性主要取决于钢的含碳量,碳含量越高,淬火后硬度也越高,其他合金元素的影响较小。碳含量(质量分数)达0.6%时,淬火钢的硬度接近最大值。碳含量进一步增加,虽然马氏体硬度会有所提高,但由于残留奥氏体量增加,碳素钢的硬度提高不多,合金钢的硬度反而会产降。

4.过热敏感性  钢在加热时,由于温度洼高,晶粒会长大,引起性能显著降低的现象,称之为过热,加热温度接近固相线附近时,晶界会被氧化和部分熔化,称之为过烧。

过热的重要特征是晶粒粗大,将使钢的屈服强度、塑性、冲击韧度和疲劳性能降低,同时提高钢的脆性转变温度;过热还会使淬火马氏体粗大,降低其耐磨性能,增加淬火变形和开裂倾向,因此工业上总是通过各种途径细化晶粒,从而达到细化组织提高性能的目的。在各种钢种中,含锰钢的过热敏感性较大。

对于一般过热组织,可以通过多次正火或退火消除,对于较严重的过热组织,如石状断口,不能用热处理消除,必须采用高温变形和退火联合用才能消除。过烧组织不能挽救,是不允许的缺陷。

5.回火脆性 钢制零件的使用性能主要通过回火获得,回火温度等参数主要根据设计强度要求来选择。但很多钢种随回火温度升高会出现两次冲击韧度明显降低现象,称之为回火脆性。

钢在300左右温度范围回火时产生的回火脆性称为第一类回火脆性,也称低温回火脆性。在400~550温度范围内回火时产生的回火脆性称为第二类回火脆性,也称高温回火脆性。

在设计和生产中应尽量避免选用需要在回火脆性区回火所达到的强度水平,采用快速冷却可以消除第二类回火脆性,选用含钼、钨的合金钢、细晶粒钢及高纯净钢可降低回火脆性。

6.耐回火性  耐回火性是指钢在回火时抵抗软化的能力,也称回火抗力、抗回火性和回尖稳定性.耐回火性好的钢在回火时组织、性能变化缓慢,可以在较高温度下回火后使用。合金钢的耐回火性比碳钢好,所以对于相同碳含量的钢种要得到相同回火硬度时,合金钢的回火温度要比碳钢高,回火时间较长,回火后内应力比碳钢小,塑性和韧性也高。

在工业生产中,对于要求内应力消除较完全,强度与韧性配合好的零件,设计时应选用耐回火性好的合金钢。对于使用温度较高的零件,要选择耐回火性好的钢种,一般使用温度最高限度在回火温度以下50度。

7.超高强度钢表面状态敏感性 超高强度钢具有比强度高的特点,可以减轻零件重量,提高产品性能,应用范围不断扩大。但超高刚的缺口敏感性较大,对表面状态比较敏感,表面不完整将使其疲劳性能.耐腐蚀性能,塑性与韧性等大度下降,甚至造成灾难性破坏,因此应注意改善缺口敏感性,保持表面完整性,防止氢脆和表面氧化—脱碳。

本文详细的介绍了钢的热处理工艺性的一些特点。如果您还有疑问,赶紧拨打我们的热线。0371-53732143我们将竭诚为您服务。郑州高氏是专门生产制造销售超音频感应加热设备的厂家。中秋将至,更多惊喜、更多优惠等着你。