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Technical articles回火
回火工藝
回火是將經(jīng)過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度的適當(dāng)溫度,保溫一段時間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻到室溫的熱處理工藝。
回火的目的:(1)消除工件淬火時產(chǎn)生的殘留應(yīng)力,防止變形和開裂;(2)調(diào)整工件的硬度、強度、塑性和韌性,達(dá)到使用性能要求;(3)穩(wěn)定組織與尺寸,保證精度;(4)改善和提高加工性能。
回火分類
●低溫回火
指工件在150~250℃進(jìn)行的回火。
目的:保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火殘留應(yīng)力和脆性。
回火后得到回火馬氏體,指淬火馬氏體低溫回火時得到的組織。
(針狀馬氏體)
應(yīng)用范圍:刃具、量具、模具、滾動軸承、滲碳及表面淬火的零件等。
●中溫回火
指工件在350~500℃之間進(jìn)行的回火。
目的:得到較高的彈性和屈服點,適當(dāng)?shù)捻g性?;鼗鸷蟮玫?span style="color:rgb(0, 82, 255)">回火屈氏體,指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內(nèi)分布著極其細(xì)小球狀碳化物(或滲碳體)的復(fù)相組織。
(屈氏體)
應(yīng)用范圍:彈簧、鍛模、沖擊工具等。
●高溫回火
指工件在500℃以上進(jìn)行的回火。
目的:得到強度、塑性和韌性都較好的綜合力學(xué)性能。
回火后得到回火索氏體,指馬氏體回火時形成的鐵素體基體內(nèi)分布著細(xì)小球狀碳化物(包括滲碳體)的復(fù)相組織。
具體用途
(1)對于低碳鋼和低合金鋼,正火可以提高其硬度,以改善切削性;
(2)對于中碳鋼,正火可代替調(diào)質(zhì)處理,為高頻淬火做組織準(zhǔn)備,并可減少鋼件的變形和降低加工成本;
(3)對于高碳鋼,正火可消除網(wǎng)狀滲碳體組織,便于球化退火;
(4)對于大型鋼鍛件或截面有急劇變化的鋼鑄件,可用正火代替淬火,以減少變形開裂傾向,或為淬火做好組織準(zhǔn)備;
(5)對于鋼的淬火反修件,可通過正火消除過熱影響,以便能重新淬火;
(6)用于鑄鐵件以增加基體的珠光體量,提高鑄件的強度和耐磨性。
退火
退火工藝
將金屬或合金加熱到適當(dāng)溫度,保溫一定時間,然后緩慢冷卻(一般為隨爐冷卻),的熱處理工藝叫做退火。
退火的實質(zhì)是將鋼加熱到奧氏體化后進(jìn)行珠光體轉(zhuǎn)變,退火后的組織是接近平衡后的組織。
退火的目的:
(1)降低鋼的硬度,提高塑性,便于機加工和冷變形加工;
(2)均勻鋼的化學(xué)成分及組織,細(xì)化晶粒,改善鋼的性能或為淬火作組織準(zhǔn)備;
(3)消除內(nèi)應(yīng)力和加工硬化,以防變形和開裂。
退火方法
1、*退火
工藝:將鋼加熱到Ac3以上20~30℃,保溫一段時間后緩慢冷卻(隨爐)以獲得接近平衡組織的熱處理工藝(*奧氏體化),實際生產(chǎn)中,為提高生產(chǎn)率,退火冷卻至500℃左右即出爐空冷。
目的:細(xì)化晶粒、均勻組織、消除內(nèi)應(yīng)力、降低硬度和改善鋼的切削加工性。 亞共析鋼*退火后的組織為F+P。
應(yīng)用:*退火主要用于亞共析鋼(wc=0.3~0.6%),一般是中碳鋼及低、中碳合金鋼鑄件、鍛件及熱軋型材,有時也用于它們的焊接件。
2、不*退火
工藝:將鋼加熱到Ac1~Ac3(亞共析鋼)或Ac1~Accm(過共析鋼)經(jīng)保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。
應(yīng)用:主要用于過共析鋼獲得球狀珠光體組織,以消除內(nèi)應(yīng)力,降低硬度,改善切削加工性。
3、等溫退火
工藝:將鋼加熱到高于Ac3(或Ac1)的溫度,保溫適當(dāng)時間后,較快冷卻到珠光體區(qū)的某一溫度,并等溫保持,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)橹楣怏w,然后空冷至室溫的熱處理工藝。
目的:與*退火相同,轉(zhuǎn)變較易控制。
應(yīng)用:適用于較穩(wěn)定的鋼:高碳鋼(wc>0.6%)、合金工具鋼、高合金鋼(合金元素的總量>10%)。等溫退火還有利于獲得均勻的組織和性能。但不適用于大截面鋼件和大批量爐料,因為等溫退火不易使工件內(nèi)部或批量工件都達(dá)到等溫溫度。
4、球化退火
工藝:使鋼中碳化物球狀化,獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。加熱至Ac1以上20~30℃溫度,保溫時間不宜太長,一般以2~4h為宜,冷卻方式通常采用爐冷,或在Ar1以下20℃左右進(jìn)行較長時間等溫。
目的:降低硬度、均勻組織、改善切削加工性為淬火作組織準(zhǔn)備。
應(yīng)用:主要用于共析鋼和過共析鋼,如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。球化退火得到球狀珠光體,在球狀珠光體中,滲碳體呈球狀的細(xì)小顆粒,彌散分布在鐵素體基體上。球狀珠光體與片狀珠光體相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加熱時,奧氏體晶粒不易粗大,冷卻時變形和開裂傾向小。
5、擴散退火(均勻化退火)
工藝:將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫,然后緩慢冷卻以消除化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象的熱處理工藝。
目的:消除鑄錠在凝固過程中產(chǎn)生的枝晶偏析及區(qū)域偏析,使成分和組織均勻化。
應(yīng)用: 應(yīng)用于一些優(yōu)質(zhì)合金鋼及偏析較嚴(yán)重的合金鋼鑄件及鋼錠。擴散退火的加熱溫度很高,通常為Ac3或Accm以上100~200℃,具體溫度視偏析程度及鋼種而定,保溫時間一般為10~15小時。擴散退火后需*退火及正火處理,以細(xì)化組織。
6、去應(yīng)力退火
工藝:將鋼件加熱至低于Ac1的某一溫度(一般為500~650℃),保溫,然后隨爐冷卻。
去應(yīng)力退火溫度低于A1,因此去應(yīng)力退火不引起組織變化。
目的:消除殘余內(nèi)應(yīng)力。
應(yīng)用:主要用來消除鑄件,鍛件,焊接件,熱軋件,冷拉件等的殘余應(yīng)力。如果這些應(yīng)力不予消除,將會引起鋼件在一定時間以后,或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。