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鋼鐵材料的一般熱處理
名稱
熱處理過程
熱處理目的
1．退 火
將鋼件加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻到室溫
①降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工
②細化晶粒，均勻鋼的組織，改善鋼的性能及為以后的熱處理作準備
③消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力。防止零件加工后變形及開裂
退
火
類
別
(1)完全退火
將鋼件加熱到臨界溫度(不同鋼材臨界溫度也不同，一般是710-750℃，個別合金鋼的臨界溫度可達800—900oC)以上30—50oC，保溫一定時間，然后隨爐緩慢冷卻(或埋在沙中冷卻)
細化晶粒，均勻組織，降低硬度，充分消除內(nèi)應(yīng)力完全退火適用于含碳量(質(zhì)量分數(shù))在O．8％以下的鍛件或鑄鋼件
(2)球化退火
將鋼件加熱到臨界溫度以上20～30oC，經(jīng)過保溫以后，緩慢冷卻至500℃以下再出爐空冷
降低鋼的硬度，改善切削性能，并為以后淬火作好準備，以減少淬火后變形和開裂,球化退火適用于含碳量(質(zhì)量分數(shù))大于O．8％的碳素鋼和合金工具鋼
(3)去應(yīng)力退火
將鋼件加熱到500～650oC，保溫一定時間，然后緩慢冷卻(一般采用隨爐冷卻)
消除鋼件焊接和冷校直時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，消除精密零件切削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以防止以后加工和用過程中發(fā)生變形
去應(yīng)力退火適用于各種鑄件、鍛件、焊接件和冷擠壓件等
2．正火
將鋼件加熱到臨界溫度以上40～60oC，保溫一定時間，然后在空氣中冷卻
①改善組織結(jié)構(gòu)和切削加工性能
②對機械性能要求不高的零件，常用正火作為最終熱處理
③消除內(nèi)應(yīng)力
3． 淬火
將鋼件加熱到淬火溫度，保溫一段時間，然后在水、鹽水或油(個別材料在空氣中)中急速冷卻
①使鋼件獲得較高的硬度和耐磨性
②使鋼件在回火以后得到某種特殊性能，如較高的強度、彈性和韌性等
淬
火
類
別
(1)單液淬火
將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，在一種淬火劑中冷卻
單液淬火只適用于形狀比較簡單，技術(shù)要求不太高的碳素鋼及合金鋼件。淬火時，對于直徑或厚度大于5～8mm的碳素鋼件，選用鹽水或水冷卻；合金鋼件選用油冷卻
(2)雙液淬火
將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，先在水中快速冷卻至300—400oC，然后移人油中冷卻
(3)火焰表面淬火
用乙炔和氧氣混合燃燒的火焰噴射到零件表面，使零件迅速加熱到淬火溫度，然后立即用水向零件表面噴射, 火焰表面淬火適用于單件或小批生產(chǎn)、表面要求硬而耐磨，并能承受沖擊載荷的大型中碳鋼和中碳合金鋼件，如曲軸、齒輪和導(dǎo)軌等
(4)表面感應(yīng)淬
火
將鋼件放在感應(yīng)器中，感應(yīng)器在一定頻率的交流電的作用下產(chǎn)生磁場，鋼件在磁場作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鋼件表面迅速加熱(2一lOmin)到淬火溫度，這時立即將水噴射到鋼件表面。
經(jīng)表面感應(yīng)淬火的零件，表面硬而耐磨，而心部保持著較好的強度和韌性。
表面感應(yīng)淬火適用于中碳鋼和中等含碳量的合金鋼件
4．回火
將淬火后的鋼件加熱到臨界溫度以下，保溫一段時間，然后在空氣或油中冷卻
回火是緊接著淬火以后進行的，也是熱處理的最后一道工序
①獲得所需的力學(xué)性能。在通常情況下，零件淬火后的強度和硬度有很大提高，但塑性和韌性卻有明顯降低，而零件的實際工作條件要求有良好的強度和韌性。選擇適當?shù)幕鼗饻囟冗M行回火后，可以獲得所需的力學(xué)性能
②穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸
③消除內(nèi)應(yīng)力
(1)低溫回火
將淬硬的鋼件加熱到150-50oC,并在這個溫度保溫一定時間，然后在空氣中冷卻,低溫回火多用于切削刀具、量具、模具、滾動軸承和滲碳零件等
消除鋼件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
類
別
(1)中溫回火
將淬火的鋼件加熱到350～450％，經(jīng)保溫一段時間冷卻下來,一般用于各類彈簧及熱沖模等零件
使鋼件獲得較高的彈性、一定的韌性和硬度
(1)高溫回火
將淬火后的鋼件加熱到500～650oC，經(jīng)過保溫以后冷卻,主要用于要求高強度、高韌性的重要結(jié)構(gòu)零件，如主軸、曲軸、凸輪、齒輪和連桿等
使鋼件獲得較好的綜合力學(xué)性能，即較高的強度和韌性及足夠的硬度，消除鋼件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
5．調(diào)質(zhì)
將淬火后的鋼件進行高溫(500～600oC)回火多用于重要的結(jié)構(gòu)零件，如軸類、齒輪、連桿等調(diào)質(zhì)一般是在粗加工之后進行的
細化晶粒，使鋼件獲得較高韌性和足夠的強度，使其具有良好的綜合力學(xué)性能
6．
時 效 處 理
(1)人工時效
將經(jīng)過淬火的鋼件加熱到100～160℃，經(jīng)過長時間的保溫，隨后冷卻
消除內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形，穩(wěn)定尺寸，對精度要求較高的零件更為重要
(2)自然時效
將鑄件放在露天；鋼件(如長軸、絲杠等)放在海水中或長期懸吊或輕輕敲打 要經(jīng)自然時效的零件，最好先進行粗加工
7．化學(xué)熱處理
將鋼件放到含有某些活性原子(如碳、氮、鉻等)的化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，使介質(zhì)中的某些原子滲入到鋼件的表層，從而達到改變鋼件表層的化學(xué)成分，使鋼件表層具有某種特殊的性能
化
學(xué)
熱
處
理
(1)鋼滲的碳
將碳原子滲入鋼件表層
常用于耐磨并受沖擊的零件，如:輪、齒輪、軸、活塞銷等
使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韌性
(2)鋼滲的氮
將氮原子滲入鋼件表層
常用于重要的螺栓、螺母、銷釘?shù)攘慵?/p>
提高鋼件表層的硬度、耐磨性、
耐蝕性
類
別
(3)鋼的氰化
將碳和氮原子同時滲人到鋼件表層適用于低碳鋼、中碳鋼或合金鋼零件，也可用于高速鋼刀具
提高鋼件表層的硬度和耐磨性
8．發(fā)黑
將金屬零件放在很濃的堿和氧化劑溶液中加熱氧化，使金屬零件表面生成一層帶有磁性的四氧化三鐵薄膜常用于低碳鋼、低碳合金工具鋼
由于材料和其他因素的影響，發(fā)黑層的薄膜顏色有藍黑色、黑色、紅棕色、棕褐色等，其厚度為0.6～O．8μm
防銹、增加金屬表面美觀和光澤，消除淬火過程中的應(yīng)力
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