紧固件相关知识整理5

热处理基本知识

一．钢：钢是含碳量在0.0218%~2.11%的铁碳合金。

含碳量≤0.25%是低碳钢；0.25%~0.60%是中碳钢；≥0.60%是高碳钢；

碳是钢中最重要的元素。在钢中加入Cr、Mn、Mo、V、Si、Ni、W

等元素的钢叫合金钢。

二．钢的编号：(中国)

a.结构钢碳素结构钢―08、10、20、35、45、60等

合金结构钢―16Mn、20CrMo、40Cr、35CrMo、65Mn等含碳量用万分之几表示：例35钢含碳量为万分之三十五(即0.35%)。

b.工具钢碳素工具钢―T7、T8、T10、T12等

合金工具钢－Cr12MoV、3Cr2W8V、9SiCr、W18Cr4V等含碳量用千分之几表示：例T10钢含碳量为千分之十(即1%)。

合金工具钢Cr12MoV含碳量为千分十即1%省略不写，3Cr2W8V含碳为千分之三（即0.3%）。

钢的编号有多种分类方法：

1.按用途分为结构钢、工具钢

2.按含碳量分为低碳钢、中碳钢、高碳钢

3.按合金元素含量分为碳钢和合金钢

4.按金属学分类为亚共析钢、共析钢、过共析钢

……….

三．钢的热处理：

是通过各种加热温度改变钢的组织结构并用各种冷却方法改变碳在钢中存

在的状态，因碳在钢中存在的状态不同而引起钢的机械性能不同。按加热温度和冷却方法的不同可分为：淬火、回火、退火、正火等。

a.淬火：将钢加热致一定温度使钢中的碳化物溶解到钢中，然后快速冷

却使碳固溶在钢中，形成过饱和的固溶体叫淬火。

b.回火：淬火后的零件硬度高，脆性大，不能使用，必须经过一定温度

的回火。使固溶在钢中的碳以碳化物的形式析出，形成细小粒状的碳

化物达到一定的硬度、强度、塑性、韧性，淬火加高温回火也称为调

质。

c.退火：将钢加热到一定的温度，使钢中的碳化物溶解或部分溶解，然

后以缓慢的速度冷却，使溶解在钢中的碳以需要的形状形成碳化物(球

状、片状)。

d.正火：将钢加热到一定的温度，使钢中的碳化物溶解然后在空气中风

冷，使溶解在钢中的碳析出形成细片状碳化物叫正火。

四．机械性能：

a．强度级别：8.8、9.8……12.9级等。

8. 8

屈服强度与抗拉强度之比大于等于80%(0.8)

σ0.2/σb=640/800=0.8

最小公称抗拉强度800 N/mm²

抗拉强度老标准用σb表示，最大拉力除以应力截面积(Rm)

屈服强度老标准用σs或σ0.2表示，屈服是拉力除以应力截面积(Rp0.2)

b. 硬度：

①布氏硬度：载荷有3000、1000、500、250、187.5六种载荷(kg)，

压头有：Φ10mm、Φ5mm、Φ2.5mm淬火钢球和硬质合金压头。

淬火钢球可检验450HB以下的材料硬度，用HBS表示，硬质合金钢球检验范围比淬火钢球宽，用HBW表示。

②洛氏硬度：载荷有150、100、60kg三种载荷，分别用HRC、HRB、

HRA表示，压头有120º圆锥金刚石压头和1/16英寸的淬火钢球直径1.587 mm(25.4/16=1.587mm)。

HRC用150kg载荷用120º圆锥金刚石压头。

HRA用60kg载荷用120º金刚石压头，适用于高硬度材料。

HRB用100kg载荷用1/16英寸淬火钢球，适用于低硬度材料。

③表面硬度合格，抗拉强度偏低为加热时间不够；硬度合格，抗拉强

度偏高为回火温度过低，提高10度左右重回火。35CrMoA加热时间为100-120分钟，45K、40K、35K加热时间为80分钟。

c.紧定螺钉：14H=140-290HV 22H=220-300HV 33H=330-440HV

45H=450-560HV 内六角没有14H、22H、33H，对于45H不允许全脱碳，对22H采用HRB最小值，HRC最大值。

D、如何用洛氏硬度换算成维氏硬度HV＝（233*HRC+14500）/（100-HRC）HRC＝（100*HV- 14500）/（HV+233）如何用布氏压痕直径换算成洛氏硬度HRC1＝（479-100D）/4其中D为Φ10mm 钢球压头在30KN压力下压在工件上的压痕直径，计算误差在0.5￣-1之间。如何计算各种材料强度材料强度45＃用δb ＝2263.8-2.65t δs＝-11.39+0.66t HRC＝75.46-0.096t t为回火温度在200-700℃范围内根据HB换算δb对于轧制或锻钢件δb ＝（3.4-3.6）HB铬钼硅钢δb＝3.5HB铸钢＝（3-4）HB铬

钼钢＝3.3HB

淬火速度与淬硬层的关系：在其它参数相对固定的情况下，调节淬火速度的快慢可以得到不同的淬硬层深度，对于淬透性较好的合

金，淬硬层一般在2-8mm.

生产高强度螺栓新方法：采用工业生产的08MnSi钢，经740-760℃加热，水淬多得典型的铁素体加马氏体双相组织，当马氏

体体积百分比为15-25%时，具有较高的强度和良好的成型性，利用

双相钢低屈服强度，高延性和高变形强化率等特性，在进行冷拔、镦

头和滚丝，再经形变强化制成8.8级螺栓，基外观、尺寸和粗糙度均

符合要求。Δb=841.82Mpa其常温下冲击吸收功为30J，符合要求。

再经人工时效450*1h硬度30-34HRC，冲击吸收功为38-40J，经490*1h

回火，冲击吸收功为120J，为形变态的四倍左右，硬度为23-27HRC

仍然达到8.8级螺栓拉断力134KN，而且可以减缓裂纹的扩展，此种

工艺降低生产成本和能耗。

我厂使用的淬火加热和退火加热保护气氛是甲醇在700º以上的裂解气氛，目的是使产品和材料在高温下不氧化和不脱碳，其裂解分子式为CH3OH CO+2H2和微量的O2、H2O、CO2等氧化脱碳性气氛。

五．碳势：所谓碳势可以认为是一定的渗碳温度下，渗碳炉内炉气与工件表层碳深度达成平衡时，Po/Pco+Pco2或PcH4+PH2/它反应在炉内的渗碳能力，一般碳势越高，渗碳速度就越快，渗层也越深，表面含碳量也越高，碳浓度梯度越陡，过高的碳势易在工件表面形成碳黑，这样会使渗碳速度慢，渗层减薄。渗碳：表面高硬度，高耐麿性而心部又要求较高的韧性，在渗碳