淬火屈氏体产生的原因及害处
淬火质量缺陷及控制大全
淬火质量缺陷及控制大全钢件淬火后可以提高其强度、硬度及耐磨性,但是工件的原始尺寸或形状在淬火时会发生人们所不希望的变化,这此变化会成为影响产品质量的缺陷,减小或是避免这些缺陷,首先我们就要知道淬火会产生哪些的缺陷,其形成原因是什么,并找到对应的解决办法。
淬火质量缺陷及控制从以下几方面进行阐述。
1.淬火畸变淬火畸变的类型可分为两类,即体积畸变和形状畸变。
淬火前后各种组织比体积不同是引起体积变化的主要原因。
由马氏体→贝氏体→珠光体→奥氏体的比体积依次减小。
原始组织为珠光体的工件淬火转变为马氏体,体积胀大。
若组织有大量残留奥氏体,有可能使体积缩小。
只有精度特别高的工件才考虑体积均匀胀大引起体积尺寸变化。
工件各部位相对位置或尺寸发生变化,如板杆件弯曲、内孔胀缩、孔间距变化等统称为形状畸变。
畸变形成原因有以下几种:(1)加热温度不均匀,形成的热应力引起畸变或工件在炉中放置不合理,在高温常因自重产生蠕变畸变。
(2)加热时,随加热温度升高,钢的屈服强度降低,已存在工件内部的残留应力(冷变形应力、焊接应力、机加工应力等)达到高温下的屈服强度时,就会引起工件不均匀塑性变形而造成形状畸变和残留应力松弛。
(3)淬火冷却时的不同时性形成的热应力和组织应力使工件局部塑性变形。
形状复杂的工件,因其结构的特殊性,在淬火时,因受热和冷却时的速度不一样,增加了它的变形倾向。
2.减少淬火畸变的途径和方法(1)采用合理的热处理工艺可有效减少畸变。
如降低淬火加热温度;缓慢加热或对工件进行预热;静止加热法,极细长和极薄的工件,为了减少盐浴磁搅拌对工件的冲击作用,可采用断电加热;截面尺寸较小的工件,如果对心部强度要求不高,采用快速加热;合理捆扎和吊挂工件;根据工作的形状采用合理的淬入方式;采用分级淬火或等温淬火;根据工件的形状特点及变形规律,在淬火前人为地使工件反向变形,使之与淬火后的畸变相抵消。
(2)合理设计零件。
如工件形状力求对称,避免截面相差悬殊,从而减少因冷却不均引起的畸变;易畸变的槽形工件或开口工件,为了减少槽口胀大或缩小,淬火前使其成为封闭结构,如在槽口处增加筋,淬火后再切开;布设工艺孔,减少型腔缩小;复杂件采用组合结构,即将一个复杂工件分解成几个简单部分,分别施微畸变淬火后,再组装起来;正确选用钢材,如对精度高,允许热处理畸变小的工模具,可选用微畸变钢,高精度塑料模具也可选用预硬钢。
屈氏体名词解释
屈氏体名词解释
屈氏体(Tonkensite)是一个化学术语,指的是在高温高压条件下形成的特殊碳化物。
屈氏体是一种具有复杂结构的碳化物,其化学成分和晶体结构都不同于常见的碳化物。
屈氏体的形成需要高温高压的条件,通常在高温高压的实验条件下才能制备得到。
屈氏体的化学成分和晶体结构取决于形成时的温度和压力条件,以及母体金属和碳的相对含量。
屈氏体在材料科学和工业制造领域具有重要的应用价值。
屈氏体的硬度高、耐磨性好,可以作为高性能的耐磨材料和表面涂层。
此外,屈氏体还可以用于制备高强度、高硬度的金属复合材料,以及在石油、化工等领域中用作催化剂和催化剂载体。
总之,屈氏体是一种具有特殊结构和性能的碳化物,在材料科学和工业制造领域具有重要的应用价值。
回火索氏体和回火屈氏体
回火索氏体和回火屈氏体是金属热处理中的两个重要概念,通常用于描述钢经过淬火后的组织结构调节过程。
1. 回火索氏体(Tempered Martensite):
- 形成过程: 当钢经过淬火后,形成马氏体(Martensite),这种组织虽然硬但同时也很脆。
为了增加韧性并减轻脆性,需要进行回火处理。
在回火过程中,马氏体的一部分碳会析出,形成新的组织,称为回火索氏体。
- 性质: 回火索氏体相对于淬火马氏体来说,具有更好的韧性,但硬度相对较低。
2. 回火屈氏体(Tempered Bainite):
- 形成过程: 与回火索氏体不同,回火屈氏体的形成是通过在淬火后,在较高温度下保持一段时间,然后进行回火。
在这个过程中,马氏体转变为屈氏体,这是一种由板条状碳化物组成的组织。
- 性质:回火屈氏体相对于回火索氏体来说,通常具有更高的韧性和更低的硬度。
这使得它在某些应用中更为合适,例如需要兼顾强度和韧性的场合。
这两种回火组织的选择通常取决于具体的应用需求,需要在硬度和韧性之间进行平衡。
热处理工艺的优化能够使钢材达到所需的力学性能,以满足特定工程要求。
关于GCr15钢出现淬火屈氏体的原因分析
5 0
9 0 6 R C
8 6 6
.
6
内在 质量
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现 对 它 的 性质 和 形 成机 理予 以 验
硬度 值 H
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36
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正 符合 G C 1 r
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钢淬 火 屈 氏
证 和 分析
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体 的硬 度 范 围
2
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电子 显 微镜 观 察
、
将 有 黑 色团状 组 织
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义
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的原 试 样
经 二次 复 型在
、
黑色 团状 组 织
马 氏 体组 织
马 氏体 级别 在 度 H 级 但 往往在 马 氏 体 的 基 体 上发 现有 屈 氏体 的 黑 色团 块 状 组 织 如 图 1 中 箭头 所 示 影 响 了
3
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素体 基 体 上 还 分 布 着 条 状 的 碳 化 物
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属于 层 片 状 结 构的 珠光 体 组 织 由 此 可 以 证 明 G C r1 5 钢 淬 火 后 显 微 组
关于
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5
钢 出 现 淬火 屈 1 氏 体 的 原 因分 析
45钢在淬火后出现屈氏体组织的原因
一、简介45#钢作为一种常见的工业材料,在淬火处理过程中常出现屈氏体组织。
本文将从材料成分、淬火工艺、淬火介质等方面探讨45#钢在淬火后出现屈氏体组织的原因。
二、材料成分1.碳含量过高:碳是淬火过程中主要影响组织形成的元素,当45#钢的碳含量过高时,淬火后容易形成屈氏体组织。
2.合金元素含量:除了碳以外,钢材中的合金元素含量也会对淬火后的组织产生影响,特别是铬、镍、钼等元素的存在会使得屈氏体的形成速度加快。
三、淬火工艺1.淬火温度:淬火温度是影响屈氏体组织形成的关键因素之一,过高或过低的淬火温度都会导致屈氏体组织的出现。
2.淬火速度:快速冷却是淬火工艺的核心要素,如果淬火速度不够快,会导致组织中的奥氏体没有足够的时间转变为马氏体,从而形成屈氏体。
四、淬火介质1.淬火介质的选择对淬火过程中的组织形成有着直接的影响,不同的淬火介质会对钢材的组织形成产生不同的影响。
2.淬火介质的温度和稳定性也会对淬火后的组织形成产生影响。
五、其他因素1.材料的预处理过程中,如退火、正火等工艺的影响。
2.钢材的制造工艺和生产设备对淬火后的组织形成也会有影响。
六、结论45#钢在淬火后出现屈氏体组织是受到多种因素综合影响的结果,包括材料成分、淬火工艺、淬火介质等多个方面。
为了避免屈氏体组织的出现,需要针对以上因素进行合理的控制和调整,以确保淬火后获得理想的组织结构和性能。
七、展望当前,随着材料科学和工艺技术的不断发展,人们对于材料淬火过程的理解和控制也在不断深化和完善。
相信通过进一步的研究和实践,能够更好地解决45#钢淬火后出现屈氏体组织的问题,为工业生产提供更高质量的材料和零部件。
确保45#钢淬火后获得理想的组织结构和性能是工业生产中非常重要的一环。
为了更好地控制屈氏体组织的形成,需深入了解材料成分、淬火工艺和淬火介质等多个方面的影响因素,并对其进行精细调控。
下面将继续探讨淬火工艺对屈氏体组织形成的影响,以及相关的解决方法。
高铬轴承钢出现屈式体的原因分析及解决-机械设计制造及其自动化
高铬轴承钢出现屈氏体的原因分析及解决摘要经理论分析,在Cr偏少,同时Mn、Si含量也局部偏少时,在后续淬火热处理过程中,此处在降低过热敏感性的同时,还使C曲线左移,减少了转变马氏体的冷却时间,极易造成局部屈氏体的产生。
改进淬火油的最大冷速,将油的冷速提高到100℃/S以上;提高搅拌器的功率提高冷却能力;另外把淬火的副油箱与主油箱接通,改为油箱的一部分,从而改善油槽东侧的油流循环;对于格栅重新开锯齿槽,增加滚子与油的充分接触,提高接触部位的冷却能力。
以上措施可减少屈式体的产生。
关键词:屈氏体;冷却目录前言 (3)第1章零件加工介绍 (4)第1.1节零件选用材料 (4)第1.2节零件热处理加工流程 (6)第1.3节屈氏体简介 (10)第2章西宁轴承钢滚子屈氏体实例 (11)第2.1节实验部分 (11)2.1.1 总体情况介绍 (11)2.1.2 第一次实验情况 (11)2.1.3 第二次实验情况 (14)2.1.4 19渗碳生产线+24转炉淬火生产线线试实验情况 (15)2.1.5 19线连续实验情况 (16)2.1.6 各实验的对比分析 (17)第2.2节西宁特钢钢材生产情况调查及实验情况 (19)2.2.1 涉及的炉号生产日期情况 (19)2.2.2 检验情况 (19)2.2.2 西宁特钢、大冶特钢、上钢五厂的原材料的质量对比 (19)第2.3节实验小结 (26)第3章淬火屈氏体原因分析及改进措施 (26)第3.1节淬火油最大冷却速度的影响及改进措施 (26)第3.2节淬火温度的影响及改进措施 (27)第3.3节淬火槽的搅拌系统 (27)第3.4节装料方式及格栅的影响及改进措施 (29)第3.5节材料的影响及改进措施 (30)第3.6节改进措施总结 (31)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (33)前言随着现在经济和科技的发展,旋转类零件越来越多地应用于我们的日常生活和生产中,对于旋转类零件首推轴承,而轴承在生产生活中有及其广泛的应用,从医疗器械到工程机械都会大量用到轴承,因此对轴承零件的质量控制就极其重要。
回火屈氏体与屈氏体的区别
回火屈氏体与屈氏体的区别
屈氏体应当是指过冷奥氏体在400-500度等温转变的产物,或者在相当空冷速度连续转变的产物;回火屈氏体则是淬火后又经过350-500度回火之后的产物。
一般屈氏体是过冷奥氏体在冷却过程中珠光体转变的一种类型;是扩散型转变,要经过形核和长大过程。
组织形态为细片状,即铁素体和碳化物直接交替产生,也可看作铁素体基体上分布着密集排列的细片状的碳化物。
这种屈氏体在显微镜视场中,须放大500倍以上才可分辨出来。
回火屈氏体是淬火后回火过程中形成的一种组织,是淬火马氏体中碳化物析出并以极小颗粒状弥散分布的组织形式。
在显微镜下,一般放大800倍左右方可辨别。
二者区别即在于:一个为交替共生产物,一个是再转变产物;一个片状,一个点状。
Cr12钢淬火软点形成原因及防止措施
末冶金、高温合金和硬质合金等其它类型的材料,还要不断地及时收入国内研制的新材料和从国外引进的新材料。
制品的批量大小对模具材料的选择也是有影响的,特别是对于塑料模具材料,通常要按短、中、长模具寿命及大批量生产要求来选择。
考虑到热挤压模具尺寸不大,费用不太高及使用寿命不太长,故以使模具寿命尽量长为选材的主要标准。
模具的结构、冷却润滑、热处理和表面新技术强化等因素对模具寿命都有重要影响,而且也会影响模具材料的选择。
这方面工作将在“模具材料及工艺优化专家系统”的大系统中进行。
专家系统中的大规则推理是依据模具行业多年实践经验汇总而设计[4~6]的。
小规则推理则是依据“模具失效抗力指标体系”的思路而设计的,力求实现模具选材从过去沿用经验走向科学化和依据量值化。
机械工业技术发展基金委员会的科技成果“热作模具钢的选择与应用”[6]选择了700℃条件下的屈服极限 0.2、700℃保温1h后硬度HRC值表征的热稳定性T q和300℃时冲击韧度值A K组成铜材热挤压模具的失效抗力指标体系并分别取值 0.2≥350M Pa、T q≥35HRC和A K≥20J。
并对27种目前国内外工业应用和新研制成功的热作模具钢进行了性能测定和评价排序。
很明显,除了对更多的材料,包括粉末冶金等的新型材料进行性能测试外,对失效抗力指标体系中项目的选定及取值更应进行深入的探索研究。
这需要全国范围的协同工作。
专家系统中的实例推理深化、完善和补充了小规则推理,使优化结果更符合实际情况。
要不断补充更新实例库的应用实例。
参考文献1 国家标准GB1293-85合金工具钢.北京:中国标准出版社,1985 2 冶金工业部标准YB210-76合金钢.北京:中国标准出版社, 19763 机械电子工业部标准J B/T6393—92大型锻件用合金钢.北京:中国标准出版社,19924 姜祖赓等.模具钢.北京:冶金工业出版社,1988,7~105 冯晓曾等.提高模具寿命指南——选材及热处理.北京:机械工业出版社,1994,536~5376 陈蕴博.热作模具钢的选择与应用.北京:国防工业出版社, 1994,110~1117 冯颖璋,叶清健.高热强性热作模具钢的开发研制及模具寿命的提高.大型铸锻件,1993(3):34~418 王德文.新编模具实用技术300例.北京:科学出版社龙门书局, 1996:51~53,609 罗学心等.新型热作模具钢HD2钢在铜管穿孔针上的应用.铜加工,1994(1):108~110测试与分析Cr12钢淬火软点形成原因及防止措施上海电机厂(上海200240)上海重型机器厂张定夷 王雪君韩兆龙【摘要】 研究了Cr12钢淬火软点的组织特征、产生原因、影响因素以及防止措施。
热处理淬火工艺过程中产生的缺陷
热处理淬火工艺过程中产生的缺陷1:淬火畸变与淬火裂纹:热处理过程中淬火畸变是不可避免的现象,只有超过规定公差或产生无法矫正时才构成废品,通过适当选择材料,改进结够设计,合理选择淬火,回火方法及规范等可有效的减小与控制淬火畸变,可采用冷热效直,热点校直和加热回火等加以休正。
裂纹是不可补救的淬火缺陷,只有采取积极的预防措施,如减小和控制淬火应力方向分布,同时控制原材料质量和正确的结构设计等。
2:氧化-脱碳-过热-过烧零件加热过程中,若不进行表面防护,将发生氧化脱碳等缺陷,其后果是表面淬硬性降低,达不到技术要求,或在零件表面形成网状裂纹,并严重降低零件外观质量,加大零件粗糙度,甚至超差,所以精加工零件淬火加热需要在保护气氛下或盐浴炉内进行,小批量可采用防氧化表面涂层加以防护。
过热导致淬火后形成粗大的马氏体组织将导致淬火裂纹形成或严重降低淬火件的冲击韧度,极易发生沿晶短裂,应当正确选择淬火加热温度,适当缩短保温时间,并严格控制炉温加以防止,出现的过热组织如有足够的加工余地余量可以重新退火,细化晶粒再次淬火返修。
过烧常发生在淬火高速钢中,其特点是产生了鱼骨状共晶莱氏体,过烧后使淬火钢严重脆性形成废品。
3:硬度不足淬火回火后硬度不足一般是由于淬火加热不足,表面脱碳,在高碳合金钢中淬火残余奥氏体过多,或回火不足造成的,在含CR轴承钢油淬时还经常发现表面淬火后硬度低于内层现象,这是逆淬现象,主要由于零件在淬火冷却时如果淬入了蒸汽膜期较长,特征温度低的油中,由于表面受蒸气膜的保护,孕化期比中心长,从而比心部更容易出现逆淬现象。
4:软点淬火零件出现的硬度不均匀叫软点,与硬度不足的主要区别是在零件表面上硬度有明显的忽高忽低现象,这种缺陷是由于原始组织过于粗大不均匀,(如有严重的组织偏析,存在大块状碳化物或大块自由铁素体)淬火介质被污染,零件表面有氧化皮或零件在淬火液中未能适当的运动,致使局部地区形成蒸气膜阻碍了冷却等因素,通过晶相分析并研解工艺执行情况,可以进一步判明究竟是什么原因造成废品。
机械 热处理 淬火 回火 屈氏体 机械性能怎样
机械热处理淬火回火屈氏体机械性能怎样
机械热处理淬火回火屈氏体机械性能怎样。
书说屈氏体比索氏体的组织更加细,在想是不是机械性能,强度和韧性会比索氏体更加好呢。
那为什么常常见图纸都是写调质。
以此得回火索氏体,为什么不直接得到屈氏体呢,机械性能不是更加好
屈氏体是一种最细的珠光体类型组织,其组织比索氏体组织还细。
钢经淬火后在300~450℃回火所得到的屈氏体称为回火屈氏体。
淬火钢在回火时,随着回火温度的升高,硬度降低,韧性升高,但是在许多钢的回火温度与冲击韧性的关系曲线中出现了两个低谷,一个在200~400℃之间,
另一个在450~650℃之间。
随回火温度的升高,冲击韧性反而下降。
在回火温度为250~400℃时发生的回火脆性成为第一类回火脆性,它的特征为:(1)具有不可逆性;(2)与回火后的冷却速度无关;(3)断口为沿晶脆性断口。
第一类回火脆性无法消除,除非不在这个温度范围内回火,也没有能够有效抑制产生这种回火脆性的合金元素,因此应尽量避免发生第一类回火脆性,也就是尽量不要在250-400℃左右回火,那屈氏体就很难形成。
在回火温度为400~650℃时发生的回火脆性为第二类回火脆性,第二类回火脆性又称可逆回火脆性,高温回火脆性。
第二类回火脆性的特征:(1)具有可逆性;(2)与回火后的冷却速度有关;回火保温后,缓冷出现,快冷不出现,出现脆化后可重新加热后快冷消除。
(3)与组织状态无关,但以M的脆化倾向大;(4)在脆化区内回火,回火后脆化与冷却速度无关;(5)断口为沿晶脆性断口。
就是说第二类回火脆性是可以防止的,比如加快回火后冷却速度等,所以回火多为高温回火,得到的组织就是索氏体组织。
锻件热处理淬火时的缺陷及预防措施
锻件热处理淬火时的缺陷及预防措施1)氧化与脱碳钢在加热时,表面有一层松脆的氧化铁皮的现象称为氧化;脱碳指表面含碳量降低的现象。
氧化和脱碳会降低锻件表层的硬度和疲劳强度,而且还影响锻件的尺寸。
为了防止氧化和脱碳,通常在盐浴炉内加热,要求更高时,可在锻件表面涂覆保护剂或在保护气氛及真空中加热。
2)过热和过烧锻件在淬火加热时.奥氏体晶粒显著粗化的现象称为过热。
若加热温度过高,出现晶界氧化并开始部分熔化的现象称为过烧。
锻件过热,不仅会降低钢的力学性能(尤其是韧性),也容易引起淬火变形和开裂。
过热组织可以用正火处理予以纠正,而过烧的锻件只能报废。
为了防止锻件的过热和过烧,必须严格控制加热温度和保温时间。
3)变形与开裂锻件淬火冷却时,由于不同部位存在温度差异及组织转变的不同所引起的应力称为淬火内应力。
当淬火应力超过钢的屈服强度时,锻件将产生变形;当淬火应力超过钢的抗拉强度时,锻件将产生裂纹而成为废品。
为了防止锻件的变形和开裂的产生,可采用不同的淬火方法(如分级淬火或等温淬火等)和工艺合理的设汁措施(如结构对称、斜面均匀、避免尖角等),尽虽减少淬火应力,并在淬火后及时进行回火处理。
4)硬度不足由于加热温度过低、保温时间不足、冷却速度不够大或表面脱碳等原因造成的硬度不足,可采用重新淬火的方法来消除(但淬火前要进行一次退火或正火处理),而且还须注意以下两点区别。
(1)淬透性与实际锻件的有效淬硬深度的区别。
采用同一种钢、不同截面的锻件在同样奥氏体化条件下淬火,其淬透性是相同的,但是其有效淬硬深度却因锻件的形状、尺寸和冷却介质的不同而有差别。
淬透性乃是钢本身所固有的域性,对于一种钢,它是确定的,可用于不同钢种之间的比较。
而实际工件的有效淬硬深度,它除了取决于钢的淬透性外,还与锻件的形状、尺寸及采用的冷却介质等外界因素有关。
(2)钢的淬透性与淬硬性是两个不同的概念,淬硬性是指钢淬火后能达到的最高硬度,它主要取决于马氏体的含碳量。
回火屈氏体产生条件
回火屈氏体产生条件
回火屈氏体产生条件指的是,在钢的加热和冷却过程中,产生回火屈氏体的必要条件。
回火屈氏体是一种高硬度、高强度、高耐磨性的组织,具有良好的综合性能。
下面是产生回火屈氏体的几个关键条件:
1.钢的化学成分:钢的化学成分对回火屈氏体的形成有着重要的影响。
一般含有较高的碳、铬、钼、铌等元素的钢材易于形成回火屈氏体。
2.加热温度:加热温度通常要高于临界回火温度,才能够产生回火屈氏体。
不同的钢材所需的加热温度也不一样,需要根据具体情况进行调整。
3.保温时间:保温时间是指钢材在加热到一定温度后,需要保持一定时间,使其达到均匀的温度分布。
保温时间过短会导致回火屈氏体形成不完全,保温时间过长则会导致晶粒长大、耐磨性下降等问题。
4.冷却速度:冷却速度对回火屈氏体的形成也有影响。
通常采用较快的冷却速度,可使回火屈氏体形成更加充分。
综上所述,要想产生高质量的回火屈氏体,需要控制好钢的化学成分、加热温度、保温时间和冷却速度等关键条件。
- 1 -。
回火屈氏体产生条件
回火屈氏体产生条件热处理是金属材料常用的一种工艺,通过加热和冷却的方式改变材料的组织结构和性质,使其具有更好的力学性能和耐腐蚀性。
而回火屈氏体是热处理中非常重要的一种组织结构,具有高韧性和良好的强度性能,因此广泛应用于机械制造、汽车制造和航空航天等领域。
那么,回火屈氏体的产生条件是什么呢?下面就来详细解析一下。
一、何为回火屈氏体回火屈氏体是由马氏体经过加热处理后得到的一种组织结构。
在进行淬火等热处理工艺时,马氏体的形成是由于钢中的碳原子在快速冷却时被固定在晶格之中,形成了一种板条状的结构。
而回火则是将这一板条状的马氏体加热至较低的温度下,使其发生一定程度的变化,由此得到回火屈氏体的组织结构,其具有很高的强度和韧性。
同时,回火屈氏体也具有一定的延展性和塑性,可以减小应力集中程度,降低工件的失效风险。
1.加热温度回火屈氏体的产生与加热温度有很大的关系。
一般来说,马氏体加热的温度越高,形成的回火屈氏体的强度就越低。
在加热时,应将温度限制在350℃~550℃之间,一般选取在425℃~475℃之间的温度进行持续加热,这样可以得到较好的回火效果。
2.回火时间回火时间是影响回火控制和组织形成的一个重要参数。
时间过短,会导致回火组织的不完整,影响物理性能;时间过长,则会导致金属材料的硬度和强度下降,影响材料的使用寿命。
一般回火时间应该根据材料的类型、规格和实际应用情况进行确定。
在使用中,一般回火时间控制在30分钟到3小时之间。
3.棕色皮形成加热过程中会出现棕色皮现象,这是回火过程中的一个重要指标。
在加热开始时,金属表面会出现一层红色氧化膜,随着加热温度的升高,经过一段时间的时间后,氧化膜的颜色逐渐变成深棕色,形成了一层棕色皮。
此时应立即停止加热,进行冷却或者保温操作。
如果加热温度过高或者加热时间过长,则棕色皮会变厚,影响材料的性能。
4.冷却速率回火屈氏体的产生也与冷却速率有很大的关系。
回火过程是将马氏体的硬度降低,得到新的组织结构。
淬火缺陷的产生原因及防治
淬火缺陷的产生原因及防治作者:曹淑清来源:《科学与财富》2012年第04期摘要:淬火缺陷的存在经常严重影响产品质量,特别是机械性能大大降低,甚至造成工件的报废。
了解淬火缺陷产生的原因,掌握预防和补救的有效方法,可以减小零件因技术不合格造成的报废率,大大提高生产效率,延长使用寿命。
本文总结分析了常见淬火缺陷产生的机理并提出防治措施。
关键词:淬火缺陷;氧化与脱碳;过热与过烧;变形与开裂;硬度不足及软点热处理是机械制造中的重要加工工艺之一,与其它加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体化学成分,通过改变内部显微组织或表面化学成分达到改变性能的目的。
热处理的方法常见的有退火、正火、淬火、回火及表面热处理,其中淬火工艺有着更为广泛的应用。
钢的淬火是指将钢加热到Ac3或Ac1以上30℃~50℃,保温一段时间后快速冷却,以获得马氏体或下贝氏体的工艺,淬火可以极大的提高钢的强度、硬度和耐磨性,因此绝大多数零件和工具都要经过淬火,可以说淬火质量的好坏直接影响了产品的质量及使用。
淬火过程中常常由于不恰当的工艺选择,不规范的人为操作等造成淬火后达不到要求,即产生淬火缺陷。
常见的有:氧化与脱碳,过热与过烧,变形与开裂,硬度不足和软点等。
一、氧化与脱碳1、产生机理:氧化指铁的氧化,钢在氧化性气氛中加热时,与周围介质(如氧气)发生化学反应,生成氧化物。
介质中的氧、二氧化碳等还与钢件表层的碳发生化学反应,生成气体逸出,使工件表面碳浓度降低。
称为脱碳。
2、危害:钢的氧化现象有两种:一种是表面氧化,即在表面生成氧化膜;另一种是内氧化,即在钢件内部沿晶界纵深氧化。
表面氧化使工件尺寸减小,表面粗糙度增加,造成金属的损耗,影响淬火冷却速度,而内氧化使零件的力学性能恶化,如强度降低,脆性增大。
脱碳使淬火工件表面硬度和耐磨性降低,显著降低疲劳强度,冷却过程中易产生裂纹。
3、减少及防治方法:淬火加热形成的氧化层一般较薄,可以通过留有适当加工余量,淬火后磨削清除等方法纠正。
钢的热处理淬火时工件的变形规律
淬火时,工件发生的变形有两类,一是翘曲变形,一是体积变形。
翘曲变形包括形状变形和扭曲变形。
扭曲变形主要是加热时工件在炉内放置不当,或者淬火前经变形校正后没有定型处理,或者是由于工件冷却时工件各部位冷却不均匀所造成,这种变形可以针对具体情况分析解决。
1、引起各种变形的原因及其变化规律(1)由于淬火前后组织变化而引起的体积变形工件在淬火前的组织状态一般为珠光体型,即铁素体和渗碳体的混合组织,而淬火后为马氏体型组织。
由于这些组织体积不同,淬火前后将引起体积变化,从而产生变形。
这种变形只按比例使工件胀缩,但不改变形状。
淬火前后由此而引起的体积变化,可以计算求得。
(2)热应力引起的形状变形热应力引起的变形发生在钢件屈服强度较低,塑性较高,而表面冷却快,工件内外温差最大的高温区。
此时瞬时热应力是表面张应力,心部压应力,心部温度高,屈服强度比表面低很多,易于变形。
因此表现为在多向压应力作用下的变形,即立方体向呈球形方向变化。
由此导致尺寸较大的一方缩小,而尺寸较小的一方则胀大。
(3)组织应力引起的形状变形组织应力引起的变形也产生在早期组织应力最大时刻。
此时截面温度较大,心部温度较高,仍处于奥氏体状态,塑性较好,屈服强度较低。
瞬时组织应力是表面压应力,心部拉应力;其变形表现为心部在多向拉应力作用下的拉长。
由此导致的结果为在组织应力作用下,工件中尺寸较大的一方伸长,而尺寸较小的一方缩短。
2、影响淬火变形的因素(1)影响体积变形和形状变形的因素。
凡是影响淬火前后组织比体积变化的因素均影响体积变形。
(2)其他影响淬火变形的因素。
影响淬火变形的因素有两种,一种是夹杂物和带状组织对淬火变形的影响。
(3)淬火前残存应力及加热冷却不均匀对变形的影响。
淬火前工件内残余应力没有消除,淬火加热装炉不当,淬火冷却不当均引起工件的扭曲变形。
回火屈氏体的组织特征
回火屈氏体的组织特征
回火屈氏体的组织特征主要包括以下几点:
1. 回火屈氏体是淬火马氏体经中温回火的产物。
马氏体针状形态将逐步消失,但仍隐约可见。
2. 回火屈氏体的铁素体基体内分布着极细小的粒状碳化物,这些碳化物在光学显微镜下难以分辨,但在电镜下可以清晰分辨两相。
3. 回火屈氏体的碳化物颗粒已明显长大,具有较高的弹性极限和韧性。
4. 如果回火温度偏上限或保留时间稍长,则使针叶呈白色;此时碳化物偏聚于针叶边缘,这时钢的硬度稍低,且强度下降。
以上内容仅供参考,建议查阅金属学和热处理的相关书籍或咨询金属材料学专家以获取更准确的信息。
淬火质量缺陷及控制大全
淬火质量缺陷及控制大全钢件淬火后可以提高其强度、硬度及耐磨性,但是工件的原始尺寸或形状在淬火时会发生人们所不希望的变化,这此变化会成为影响产品质量的缺陷,减小或是避免这些缺陷,首先我们就要知道淬火会产生哪些的缺陷,其形成原因是什么,并找到对应的解决办法。
淬火质量缺陷及控制从以下几方面进行阐述。
1.淬火畸变淬火畸变的类型可分为两类,即体积畸变和形状畸变。
淬火前后各种组织比体积不同是引起体积变化的主要原因。
由马氏体→贝氏体→珠光体→奥氏体的比体积依次减小。
原始组织为珠光体的工件淬火转变为马氏体,体积胀大。
若组织有大量残留奥氏体,有可能使体积缩小。
只有精度特别高的工件才考虑体积均匀胀大引起体积尺寸变化。
工件各部位相对位置或尺寸发生变化,如板杆件弯曲、内孔胀缩、孔间距变化等统称为形状畸变。
畸变形成原因有以下几种:(1)加热温度不均匀,形成的热应力引起畸变或工件在炉中放置不合理,在高温常因自重产生蠕变畸变。
(2)加热时,随加热温度升高,钢的屈服强度降低,已存在工件内部的残留应力(冷变形应力、焊接应力、机加工应力等)达到高温下的屈服强度时,就会引起工件不均匀塑性变形而造成形状畸变和残留应力松弛。
(3)淬火冷却时的不同时性形成的热应力和组织应力使工件局部塑性变形。
形状复杂的工件,因其结构的特殊性,在淬火时,因受热和冷却时的速度不一样,增加了它的变形倾向。
2.减少淬火畸变的途径和方法(1)采用合理的热处理工艺可有效减少畸变。
如降低淬火加热温度;缓慢加热或对工件进行预热;静止加热法,极细长和极薄的工件,为了减少盐浴磁搅拌对工件的冲击作用,可采用断电加热;截面尺寸较小的工件,如果对心部强度要求不高,采用快速加热;合理捆扎和吊挂工件;根据工作的形状采用合理的淬入方式;采用分级淬火或等温淬火;根据工件的形状特点及变形规律,在淬火前人为地使工件反向变形,使之与淬火后的畸变相抵消。
(2)合理设计零件。
如工件形状力求对称,避免截面相差悬殊,从而减少因冷却不均引起的畸变;易畸变的槽形工件或开口工件,为了减少槽口胀大或缩小,淬火前使其成为封闭结构,如在槽口处增加筋,淬火后再切开;布设工艺孔,减少型腔缩小;复杂件采用组合结构,即将一个复杂工件分解成几个简单部分,分别施微畸变淬火后,再组装起来;正确选用钢材,如对精度高,允许热处理畸变小的工模具,可选用微畸变钢,高精度塑料模具也可选用预硬钢。
淬回火屈氏体
淬回火屈氏体【原创版】目录1.介绍淬回火屈氏体2.阐述淬回火屈氏体的优点3.探讨淬回火屈氏体的应用领域4.总结淬回火屈氏体的重要性正文1.介绍淬回火屈氏体淬回火屈氏体(Quenched and Tempered Martensite)是一种具有优异力学性能的钢的组织形态。
它是在钢材经过淬火和回火处理后形成的,这种处理使得钢材的硬度和强度得到显著提高,同时保持良好的韧性。
在金属材料领域,淬回火屈氏体处理被广泛应用,以提高金属的性能。
2.阐述淬回火屈氏体的优点淬回火屈氏体具有以下几个优点:(1) 高强度和硬度:经过淬火处理,钢材的晶粒结构得到细化,提高了其强度和硬度。
回火处理则可以降低晶粒内部的应力,提高韧性,从而使钢材具有良好的综合力学性能。
(2) 良好的韧性:在保持高强度和硬度的同时,淬回火屈氏体还具有良好的韧性,这使得钢材在受到冲击和振动时能够吸收能量,不易断裂。
(3) 耐磨损:淬回火屈氏体具有较高的硬度,使得钢材在磨损环境下具有较好的抗磨损性能。
(4) 耐疲劳:淬回火屈氏体在受到循环应力作用时,具有较高的疲劳强度和耐久性,不易产生疲劳裂纹。
3.探讨淬回火屈氏体的应用领域淬回火屈氏体在许多领域都有广泛的应用,如:(1) 切削工具:淬回火屈氏体处理可以提高刀具、钻头等切削工具的寿命和性能,使其在切削过程中具有较高的耐磨性和抗磨损性能。
(2) 轴承:轴承在使用过程中需要承受高负荷和高转速,淬回火屈氏体处理可以提高轴承的强度、硬度和韧性,使其在高负荷和高转速下具有较好的使用寿命和性能。
(3) 齿轮:淬回火屈氏体处理可以提高齿轮的强度和耐磨性,使其在传递动力时不易磨损和断裂。
(4) 汽车零部件:汽车零部件在使用过程中需要承受各种应力,淬回火屈氏体处理可以提高零部件的强度、韧性和耐磨性,提高汽车的安全性和使用寿命。
4.总结淬回火屈氏体的重要性淬回火屈氏体作为一种高性能的金属组织形态,在金属材料领域具有重要的应用价值。
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淬火屈氏体产生的原因及害处?如何解决?
轴承钢淬火后的屈氏体组织是一种极细的珠光体,其组织形状有块状、针状、网状和带状等。
屈氏体组织一般硬度偏低,但也有硬度合格的。
工件淬火后,如有局部区域的硬度低于要求值,这个区域称为软点。
软点经酸洗后,呈黑斑或黑块,其显微组织为马氏体上存在大量屈氏体和较多残留碳化物。
产生屈氏体及软点的原因较多,主要有加热温度过低或保温时间不足;淬火冷却速度不够;工件表面不清洁,如有油污、铁锈存在;零件表面脱碳;淬火加热不均匀;仪表控制失灵,实际炉温偏低;钢材成分偏析严重;退火组织不合格,有层状珠光体存在以及钢的淬透性不足等。
屈氏体和软点会引起钢的硬度、强度、疲劳极限和耐磨性下降,并降低零件的防锈性能。
因此,轴承零件表面不允许有软点和严重的屈氏体存在。
防止这类缺陷产生的措施就是要在热处理过程中制定合理的工艺;检查、校对温度测控系统是否正常;提高材质的退火质量以及采用快速油或添加剂等。