退火工艺的种类
退火--淬火--回火
退⽕--淬⽕--回⽕退⽕--淬⽕--回⽕退⽕---淬⽕---回⽕⼀.退⽕的种类1.完全退⽕和等温退⽕完全退⽕⼜称重结晶退⽕,⼀般简称为退⽕,这种退⽕主要⽤于亚共析成分的各种碳钢和合⾦钢的铸,锻件及热轧型材,有时也⽤于焊接结构。
⼀般常作为⼀些不重⼯件的最终热处理,或作为某些⼯件的预先热处理。
2.球化退⽕球化退⽕主要⽤于过共析的碳钢及合⾦⼯具钢(如制造刃具,量具,模具所⽤的钢种)。
其主要⽬的在于降低硬度,改善切削加⼯性,并为以后淬⽕作好准备。
3.去应⼒退⽕去应⼒退⽕⼜称低温退⽕(或⾼温回⽕),这种退⽕主要⽤来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应⼒。
如果这些应⼒不予消除,将会引起钢件在⼀定时间以后,或在随后的切削加⼯过程中产⽣变形或裂纹。
⼆.淬⽕时,最常⽤的冷却介质是盐⽔,⽔和油。
盐⽔淬⽕的⼯件,容易得到⾼的硬度和光洁的表⾯,不容易产⽣淬不硬的软点,但却易使⼯件变形严重,甚⾄发⽣开裂。
⽽⽤油作淬⽕介质只适⽤于过冷奥⽒体的稳定性⽐较⼤的⼀些合⾦钢或⼩尺⼨的碳钢⼯件的淬⽕。
三.钢回⽕的⽬的1.降低脆性,消除或减少内应⼒,钢件淬⽕后存在很⼤内应⼒和脆性,如不及时回⽕往往会使钢件发⽣变形甚⾄开裂。
2.获得⼯件所要求的机械性能,⼯件经淬⽕后硬度⾼⽽脆性⼤,为了满⾜各种⼯件的不同性能的要求,可以通过适当回⽕的配合来调整硬度,减⼩脆性,得到所需要的韧性,塑性。
3.稳定⼯件尺⼨4.对于退⽕难以软化的某些合⾦钢,在淬⽕(或正⽕)后常采⽤⾼温回⽕,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加⼯。
加热缺陷及控制⼀、过热现象我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥⽒体晶粒的粗⼤,使零件的机械性能下降。
1.⼀般过热:加热温度过⾼或在⾼温下保温时间过长,引起奥⽒体晶粒粗化称为过热。
粗⼤的奥⽒体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升⾼,增加淬⽕时的变形开裂倾向。
⽽导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂⼯艺发⽣的)。
什么是退火、正火、淬火及回火
什么是退火、正火、淬火及回火,它们的用途各是什么?最佳答案退火是将钢件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
正火是将钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)或者Accm(对于过共析钢)以上50~70摄氏度完全奥氏体化,保温后再在空气中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理工艺。
退火或者正火的主要目的大致如下:调整钢件的硬度,以利于后来的切削加工。
消除残余应力,以稳定钢件尺寸。
使化学成分均匀。
为最终热处理做准备。
退火主要是消除内部应力; 正火主要是加工前降低硬度,提高切削加工能力; 淬火主要是增强表面硬度,从而提高综合机械性能.回火一般在淬火或正火后进行,淬火加低温回火的工艺手段还叫淬火,低温回火是必须进行的工序。
正火加回火还叫正火处理,这两项处理手段目的是消除淬火和正火后的材料的组织应力。
退火能够改变钢的组织结构,从而获得我们所要求的性能.(1).加热时的组织转变:其转变过程是在铁素体与渗碳体分界面处优先形成奥氏体晶核,并不断长大,直到珠光体全部消失,奥氏体也就转变完毕.(2).冷却时的组织转变:由于退火的冷却速度很缓慢,奥氏体转变产物与Fe-Fe3C的组织相同,因而共析钢为珠光体;亚共析钢为珠光体加铁素体;过共析钢为珠光体加渗碳体.2.淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后快速冷却下来,进行淬硬工件的热处理方法.其实质是通过加热使钢组织结构中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥氏体,然后急冷下来得到硬度很高的马氏体.3.回火是紧接于淬火之后的热处理工序,淬火钢在不同的温度下回火,所得的组织不同,因而其机械性能差别很大,总的趋势是:随着回火温度升高,其强度、硬度降低,而塑性、韧性提高。
淬火钢中的马氏体和残余奥氏体都是不稳定的组织,加热就会发生转变。
随着温度升高,碳原子逐渐以渗碳体的形式析出,引起组织转变。
最后渗碳体聚合而分散在铁素体基体上,形成各种回火组织。
加热温度:淬火加热必须超过Ac1(碳钢727C°)线。
常见的退火工艺
共析、过共析钢及合金钢锻件、扎件等
当有网状Fe3C存在时,必需先用正火消除Fe3C网,再球化退火
扩散退火
(均匀化退火)
降低钢锭、铸件或锻坯成份偏析和组织不均匀性
加热到钢熔点以下100~200℃,长时间保温后炉冷
粗大组织(组织严重过烧)
合金钢铸锭及大型铸钢件或铸件
扩散退火后钢晶粒很大,所以通常要进行完全退火或正火处理
刃具、量具、冲模、轴承、渗碳件、表面淬火件
中温回火
350~500℃
T回
高屈服极限、弹性极限和韧性, HRC35~50弹簧来自弹性夹具、热锻模高温回火
500~650℃
S回
良好综合机械性能, HRC200~300
轴、齿轮、连杆、螺栓
去应力退火
(低温退火)
为消除铸件、锻件、焊接件、冷加工件内应力,以预防钢件再以后加工或使用过程变形或开裂
加热至Ac1以下某一温度(对于碳钢为500~600℃),保温后随炉冷却
无改变
铸、锻、焊、冷压件及机加工件等
能够消除内应力约50%~80%
淬火工艺参数
淬火工艺参数
加热温度
对于亚共析钢Ac3以上30~70℃
常见退火工艺
名称
目
工艺特点
组织
应用
其她
完全退火
(重结晶退火)
使中碳以上亚共析钢和合金钢得到靠近平衡状态组织,以降低硬度,改善切削加工性能,并能够消除内应力
加热至Ac3以上30~50℃保温后随炉冷却
F+P
亚共析钢铸、锻、扎件,焊接件
等温退火
与完全退火相同,但转变较易控制,能取得均匀预期组织;对于奥氏体较稳定合金钢,常可大大缩短退火时间
退火的种类,各自的目的和应用范围
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退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的
退火、正火、淬火、回火的定义(概念)、种类、目的退火、正火、淬火和回火是金属材料加工处理中常用的热处理工艺。
它们在改变金属材料的结构和性能方面起着重要作用。
下面我将详细介绍这四种热处理工艺的定义、种类和目的。
一、退火的定义、种类和目的退火是指将金属材料加热至一定温度,然后在适当时间内缓慢冷却到常温,目的是使金属材料的组织、性能得到改善。
根据不同的金属材料和工艺要求,退火可以分为完全退火、球化退火、局部退火等不同种类。
完全退火适用于细化组织、低硬度和高塑性要求的材料;球化退火适用于高碳钢、合金钢等材料的球化组织,提高加工性能;局部退火适用于局部加工后的材料,消除残余应力。
二、正火的定义、种类和目的正火是指将金属材料加热至临界温度以上,然后在空气中冷却或水中淬火,目的是提高金属材料的硬度和强度。
常见的正火工艺包括空气冷却正火、水淬火等。
空气冷却正火适用于一些低碳钢、合金钢,可以提高硬度和强度;水淬火适用于中高碳钢、合金钢,可以获得更高的硬度和强度。
三、淬火的定义、种类和目的淬火是指将金属材料加热至临界温度以上,然后迅速冷却到室温,以获得马氏体组织和高硬度。
淬火可以分为油淬火、水淬火、盐浴淬火等多种类型。
油淬火适用于较低碳含量的钢,可以降低变形和开裂;水淬火适用于中高碳钢,能够获得更高的硬度和强度;盐浴淬火适用于部分合金钢和特殊材料,可以减少氧化和脱碳。
四、回火的定义、种类和目的回火是指将经过淬火处理的金属材料加热至较低温度,然后进行适当时长的保温,最终冷却。
回火的目的是消除淬火过程中产生的残余应力,调整组织和提高韧性。
常见的回火工艺有低温回火、中温回火、高温回火等种类。
低温回火适用于高碳合金钢,可以保持硬度的同时提高韧性;中温回火适用于一些工具钢,能使硬度和韧性达到平衡;高温回火适用于低碳钢和合金钢,有助于提高韧性。
个人观点和理解热处理工艺是金属材料加工中至关重要的一环,不同的工艺可以改变金属材料的结构和性能,从而满足不同的工程要求。
退火、淬火(蘸火)
淬火也叫蘸火淬火是将钢加热到临界温度Ac3(亚共析钢)或Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等温)进行马氏体(或贝氏体)转变的热处理工艺。
通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。
“蘸火”是淬火工艺的行业术语,起源于工艺处理的方法,因为淬火就是把热工件蘸一下介质,达到要求,形象的称谓淬火为蘸火,淬火工艺应用很广,“蘸火”的读法也随之流传开来。
什么是退火、正火、淬火及回火,它们的用途各是什么?退火是将钢件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
正火是将钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)或者Accm(对于过共析钢)以上50~70摄氏度完全奥氏体化,保温后再在空气中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理工艺。
退火或者正火的主要目的大致如下:调整钢件的硬度,以利于后来的切削加工。
消除残余应力,以稳定钢件尺寸。
使化学成分均匀。
为最终热处理做准备。
退火主要是消除内部应力; 正火主要是加工前降低硬度,提高切削加工能力; 淬火主要是增强表面硬度,从而提高综合机械性能。
回火一般在淬火或正火后进行,淬火加低温回火的工艺手段还叫淬火,低温回火是必须进行的工序。
正火加回火还叫正火处理,这两项处理手段目的是消除淬火和正火后的材料的组织应力。
退火能够改变钢的组织结构,从而获得我们所要求的性能.(1).加热时的组织转变:其转变过程是在铁素体与渗碳体分界面处优先形成奥氏体晶核,并不断长大,直到珠光体全部消失,奥氏体也就转变完毕.(2).冷却时的组织转变:由于退火的冷却速度很缓慢,奥氏体转变产物与Fe-Fe3C的组织相同,因而共析钢为珠光体;亚共析钢为珠光体加铁素体;过共析钢为珠光体加渗碳体.2.淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后快速冷却下来,进行淬硬工件的热处理方法.其实质是通过加热使钢组织结构中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥氏体,然后急冷下来得到硬度很高的马氏体.3.回火是紧接于淬火之后的热处理工序,淬火钢在不同的温度下回火,所得的组织不同,因而其机械性能差别很大,总的趋势是:随着回火温度升高,其强度、硬度降低,而塑性、韧性提高。
退火、正火、淬火和回火热处理工艺比较
1.退火把钢加热到一定温度并在此温度下保温,然后缓慢冷却到室温.退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
a将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火.目的是降低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力.b,把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在空气中冷却叫球化退火.目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢.c,去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到300度以下,再室温冷却.退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力.2.正火将钢件加热到临界温度以上30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。
正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。
故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。
3.淬火将钢件加热到临界点以上某一温度(45号钢淬火温度为840-860℃,碳素工具钢的淬火温度为760~780℃),保持一定的时间,然后以适当速度在水(油)中冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。
马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。
马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
4.回火钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。
因为淬火钢的硬度高、脆性大,直接使用常发生脆断。
通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性;另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。
根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
A 低温回火150~250.降低内应力,脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性.B 中温回火350~500;提高弹性,强度.C 高温回火500~650;淬火钢件在高于500℃的回火称为高温回火。
退火工艺原理
退火工艺原理退火工艺是一种常见的金属加工工艺,通过加热和冷却金属材料,调整其晶粒结构和性能,以达到改善材料的可加工性、强度和韧性的目的。
退火工艺原理是基于金属材料在不同温度下的晶体结构变化规律,通过控制加热和冷却过程中的温度、时间和速度等参数,使金属材料达到理想的组织状态。
在金属加工过程中,金属材料的晶粒结构会受到各种因素的影响,如冷变形、热变形等,导致晶粒的形状和尺寸发生变化,从而影响材料的性能。
为了恢复金属材料的晶粒结构和性能,需要进行退火处理。
退火工艺主要包括普通退火、球化退火、时效退火等几种类型,每种类型的退火工艺都有其独特的原理和应用范围。
普通退火是最基本的一种退火工艺,通过加热金属材料至一定温度,保持一定时间后再冷却至室温,使金属材料的晶粒得到再结晶和长大,从而消除冷变形后的组织结构不均匀性,提高金属材料的可加工性和韧性。
球化退火是一种特殊的退火工艺,主要用于处理高碳钢和合金钢,通过加热至球化温度区域,使碳化物分解成球状颗粒,提高材料的塑性和韧性。
时效退火是一种针对合金材料的退火工艺,通过加热至合金元素的溶解温度,保持一定时间后再快速冷却,使合金元素在晶界析出,提高材料的硬度和强度。
退火工艺的原理是基于金属材料的晶体结构变化规律,通过控制加热和冷却过程中的温度、时间和速度等参数,调整金属材料的晶粒结构和性能。
在实际应用中,退火工艺需要根据金属材料的种类、形状和要求的性能,选择合适的退火工艺和参数,确保金属材料达到理想的组织状态。
总的来说,退火工艺是一种重要的金属加工工艺,通过控制金属材料的加热和冷却过程,调整其晶粒结构和性能,提高材料的可加工性、强度和韧性。
退火工艺原理是基于金属材料在不同温度下的晶体结构变化规律,通过合理的工艺参数,实现金属材料的再结晶、球化和时效处理,确保材料达到最佳的性能状态。
在实际生产中,合理应用退火工艺可以提高金属制品的质量和效率,满足不同领域的需求。
(工艺技术)退火的种类及工艺
退火的种类及工艺退火的种类 1.完全退火和等温退火完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火,这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸,锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构。
一般常作为一些不重工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理。
2.球化退火球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具,量具,模具所用的钢种)。
其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。
3.去应力退火去应力退火又称低温退火(或高温回火),这种退火主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力。
如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。
退火与正火 1.钢的退火将钢加热到一定温度并保温一段时间,然后使它慢慢冷却,称为退火。
钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度,经过保温后缓慢冷却的热处理方法。
退火的目的,是为了消除组织缺陷,改善组织使成分均匀化以及细化晶粒,提高钢的力学性能,减少残余应力;同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。
所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,又为后续工序作好准备,故退火是属于半成品热处理,又称预先热处理。
2.钢的正火正火是将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。
它能消除过共析钢的网状渗碳体,对于亚共析钢正火可细化晶格,提高综合力学性能,对要求不高的零件用正火代替退火工艺是比较经济的。
完全退火处理完全退火处理係将亚共析钢加热至Ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至Ac1温度以上50℃左右的温度范围,在该温度保持足够时间,使成為沃斯田体单相组织(亚共析钢)或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后,在进行炉冷使钢材软化,以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。
铸铁之弛力退火处理几乎所有的铸件在冷却过程中都会產生热应力,在热处理过程中,特别正常化处理和退火处理之后均会成内应力,内应力发生的主要原因在於铸件的内部肉厚不同,在急速冷却过程中由於热降的差异发生,肉厚不同会使每一个不分的收缩各异,因而引起了所谓内应力,冷的部分具有较高的潜变长度,而热的部分其长度较低,故热的部分就会在冷的部分收缩后形成热点造成部份的变形,变形部分之强度,随著变形度的增加而提高,最后再不能进一步变形时,铸件内部形成某种程的弹性应力,甚至塑性应变,即為内应力,此应力几乎可高达与抗拉强度等值,一且由於任何外在的原因使局部应力超过抗拉强度的时候,此类铸件很容易因而造成破裂,热处理是消除内应力最重要的一种方法,主要程序是升高温度,令所有铸建在非常均匀而缓慢的情况下,加热及冷却。
退火工艺的种类
退火工艺的种类①平均化退火(集中退火)平均化退火是为了削减金属铸锭.铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不平均性,将其加热到高温,长时光保持,然落后行迟缓冷却,以化学成分和组织平均化为目标的退火工艺.平均化退火的加热温度一般为Ac3+(150~200℃),即1050~1150℃,保温时光一般为10~15h,以包管集中充分进行,大道清除或削减成分或组织不平均的目标.因为集中退火的加热温度高,时光长,晶粒粗大,为此,集中退火后再进行完整退火或正火,使组织从新细化.②完整退火完整退火又称为重结晶退火,是将铁碳合金完整奥氏体化,随之迟缓冷却,获得接近均衡状况组织的退火工艺.完整退火重要用于亚共析钢,一般是中碳钢及低.中碳合金构造钢锻件.铸件及热轧型材,有时也用于它们的焊接构件.完整退火不实用于过共析钢,因为过共析钢完整退火需加热到Acm以上,在迟缓冷却时,渗碳领会沿奥氏体晶界析出,呈网状散布,导致材料脆性增大,给最终热处理留下隐患.完整退火的加热温度碳钢一般为Ac3+(30~50℃);合金钢为Ac3+(500~70℃);保温时光则要根据钢材的种类.工件的尺寸.装炉量.所选用的装备型号等多种身分肯定.为了包管过冷奥氏体完整进行珠光体改变,完整退火的冷却必须是迟缓的,随炉冷却到500℃阁下出炉空冷.③不完整退火不完整退火是将铁碳合金加热到Ac1~Ac3之间温度,达到不完整奥氏体化,随之迟缓冷却的退火工艺.不完整退火重要实用于中.高碳钢和低合金钢锻轧件等,其目标是细化组织和下降硬度,加热温度为Ac1+(40~60)℃,保温后迟缓冷却.④等温退火等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持恰当时光后,较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持,使奥氏体改变成珠光体型组织,然后在空气中冷却的退火工艺.等温退火工艺运用于中碳合金钢和低合金钢,其目标是细化组织和下降硬度.亚共析钢加热温度为Ac3+(30~50)℃,过共析钢加热温度为Ac3+(20~40)℃,保持一准时光,随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温改变,然后出炉空冷.等温退火组织与硬度比完整退火更为平均.⑤球化退火球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺.将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时光,然后迟缓冷却,得到在铁素体基体上平均散布的球状或颗粒状碳化物的组织.球化退火重要实用于共析钢和过共析钢,如碳素对象钢.合金对象钢.轴承钢等.这些钢经轧制.锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不但难以切削加工,且在今后淬火进程中也轻易变形和开裂.而经球化退火得到的是球状珠光体组织,个中的渗碳体呈球状颗粒,弥散散布在铁素体基体上,和片状珠光体比拟,不单硬度低,便于切削加工,并且在淬火加热时,奥氏体晶粒不轻易长大,冷却时工件变形和开裂偏向小.别的对于一些须要改良冷塑性变形(如冲压.冷镦等)的亚共析钢有时也可采取球化退火.球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm(20~30)℃,保温后等温冷却或直接迟缓冷却.在球化退火时奥氏化是“不完整”的,只是片状珠光体改变成奥氏体,及少量多余碳化物消融.是以,它不成能清除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物消失,则在球化退火前须先辈行正火,将其清除,才干包管球化退火正常进行.球化退火工艺办法许多,最经常运用的两种工艺是通俗球化退火和等温球化退火.通俗球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温恰当时光,然后随炉迟缓冷却,冷到500℃阁下出炉空冷.等温球化退火是与通俗球化退火工艺同样的加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温,等温时光为其加热保温时光的1.5倍.等温后随炉冷至500℃阁下出炉空冷.和通俗球化退火比拟,球化退火不但可缩短周期,并且可使球化组织平均,并能严厉地掌握退火后的硬度.⑥再结晶退火(中央退火)再结晶退火是经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持恰当时光,使形变晶粒从新结晶成平均的等轴晶粒,以清除形变强化和残存应力的热处理工艺.⑦去应力退火去应力退火是为了清除因为塑性形变加工.焊接等而造成的以及铸件内消失的残存应力而进行的退火工艺.锻造.锻造.焊接以及切削加工后的工件内部消失内应力,如不实时清除,将使工件在加工和运用进程中产生变形,影响工件精度.采取去应力退火清除加工进程中产生的内应力十分重要.去应力退火的加热温度低于相变温度A1,是以,在全部热处理进程中不产生组织改变.内应力主如果经由过程工件在保温懈弛冷进程中清除的.为了使工件内应力清除得更完整,在加热时应掌握加热温度.一般是低温进炉,然后以100℃/h阁下得加热速度加热到划定温度.焊接件得加热温度应略高于600℃.保温时光视情形而定,平日为2~4h.铸件去应力退火的保温时光取上限,冷却速度掌握在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才干出炉空冷.。
钢的常用退火工艺的分类及应用
时效的目的是使淬火后的工件进一步消除内应力,稳定工件尺寸常用来处理要求形状不再发生变形的精密工件,例如精密轴承、精密丝杠、床身、箱体等低温时效实际就是低温补充回火
低温时效
将工件加热到100一150 ℃,保温较长时间约5—20h
冷处理
淬透层深度一般为2—6mm,过深往往引起零件表面严重过热,易产生淬火裂纹;表面硬度钢可达65HRC,灰铸铁为40一48HRC,合金铸铁为43—52HRC;这种方法简便,无需特殊设备,但易过热,淬火效果不稳定,因而限制了它的应用
适用于单件或小批生产的大型零件和需要局部淬火的工具或零件,加大型轴类、大模数齿轮等
1.表层硬度比普通淬火高2—3HRC,并具有较低的脆性2.疲劳强度、冲击韧度都有所提高,一般工件可提高20%一30%3.变形小4.淬火层深度易于控制5.淬火时不易氧化和脱碳6.可采用较便宜的低淬透性钢7.操作易于实现机械化和自动化,生产率高8.电流频率愈高,淬透层愈薄;例如高频淬火一般1—2mm,中频淬火一般3—5mm,工频淬火能到>l0—l 5mm缺点:处理复杂零件比渗碳困难
常用钢材为中碳钢,如35、45钢及中碳合金钢合金元素<3%,如40Cr、65Mn等,还可用于灰铸铁件、合金铸铁件;含碳量过低,淬火后硬度低,而碳和合金元素含量过高,则易碎裂,因此,以含碳量质量分数在%一%之间的碳素钢最适宜
电接触加热表面淬火
采用两电极铜滚轮或碳棒向工件表面通低电压大电流,在电极与工件表面接触处产生接触电阻,产生的热使工件表面温度达到临界点以上,电极移去后冷却淬火
1.设备简单,操作方便
2.工件变形极小,不需回火
3.淬硬层薄,仅为一4.工件淬硬层金相组织,硬度不均匀
什么是退火、正火、淬火及回火
什么是退火、正火、淬火及回火,它们的用途各是什么?(一)最佳答案退火是将钢件加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却的热处理工艺。
正火是将钢件加热到Ac3(对于亚共析钢)或者Accm(对于过共析钢)以上50~70摄氏度完全奥氏体化,保温后再在空气中冷却以得到以较细珠光体为主的组织的热处理工艺。
退火或者正火的主要目的大致如下:调整钢件的硬度,以利于后来的切削加工。
消除残余应力,以稳定钢件尺寸。
使化学成分均匀。
为最终热处理做准备。
退火主要是消除内部应力; 正火主要是加工前降低硬度,提高切削加工能力; 淬火主要是增强表面硬度,从而提高综合机械性能.回火一般在淬火或正火后进行,淬火加低温回火的工艺手段还叫淬火,低温回火是必须进行的工序。
正火加回火还叫正火处理,这两项处理手段目的是消除淬火和正火后的材料的组织应力。
退火能够改变钢的组织结构,从而获得我们所要求的性能.(1).加热时的组织转变:其转变过程是在铁素体与渗碳体分界面处优先形成奥氏体晶核,并不断长大,直到珠光体全部消失,奥氏体也就转变完毕.(2).冷却时的组织转变:由于退火的冷却速度很缓慢,奥氏体转变产物与Fe-Fe3C的组织相同,因而共析钢为珠光体;亚共析钢为珠光体加铁素体;过共析钢为珠光体加渗碳体.2.淬火是将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后快速冷却下来,进行淬硬工件的热处理方法.其实质是通过加热使钢组织结构中的铁素体和珠光体充分转变为成分均匀的奥氏体,然后急冷下来得到硬度很高的马氏体.3.回火是紧接于淬火之后的热处理工序,淬火钢在不同的温度下回火,所得的组织不同,因而其机械性能差别很大,总的趋势是:随着回火温度升高,其强度、硬度降低,而塑性、韧性提高。
淬火钢中的马氏体和残余奥氏体都是不稳定的组织,加热就会发生转变。
随着温度升高,碳原子逐渐以渗碳体的形式析出,引起组织转变。
最后渗碳体聚合而分散在铁素体基体上,形成各种回火组织。
加热温度:淬火加热必须超过Ac1(碳钢727C°)线。
退火炉工艺
• 炉壳为气密性焊接结构,内衬耐火材料, 为了适应膨胀,整个炉段都置于辊道上。 每隔十米有一个50mm的膨胀节。膨胀节习 惯上也叫伸缩节,或波纹管补偿器,是用以 利用波纹管补偿器的弹性元件的有效伸缩 变形来吸收管线、导管或容器由热胀冷缩 等原因而产生的尺寸变化的一种补偿装置。 是为补偿因温差与机械振动引起的附加应 力而设置在容器壳体或管道上的一种挠性 结构。
退火的定义
• 退火是将组织偏离平衡状态的金属或合金 加热到适当温度,保持一定的时间,然后 缓慢冷却以达到接近平衡状态的热处理工 艺。 • 退火的目的在于均匀化学成分、改善机械 性能及工艺性能、消除内应力。
退火的工艺种类
• 退火的工艺种类按加热温度可分为两大类: • 一类是在临界温度(Ac1)或(Ac3)以上 的退火,又称相变重结晶退火,包括完全 退火、不完全退火、扩散退火和球化退火。 • 一类是在临界温度以下的退火,包括软化 退火、再结晶退火及去应力退火等。
铁碳相图
退火缺陷
• 退火由于加热或冷却不当,会出现一些与 预期目的相反的组织,造成缺陷。一般常 见缺陷如下: • 过烧 由于加热温度过高,出现晶界氧化, 甚至晶界局部融化。 • 黑脆 由于退火温度过高,保温时间过长, 冷却缓慢,珠光体按更稳定的Fe-C平衡图 进行所致。金相组织特点是部分渗碳体转 化成石墨。(硅钢因含碳量低故不会发生)
• 扩散退火 将金属铸锭、铸件或锻坯在略低 于固相线的温度下长期加热,消除或减少 化学成分偏析及显微组织的不均匀性,以 达到均匀化目的的热处理工艺称,又称均 匀化退火。 • 完全退火 将钢件或得 接近于平衡组织的热处理工艺。
• 不完全退火 将钢件加热至Ac1和Ac3之间, 经过保温并缓慢冷却,以获得接近平衡的 组织的热处理工艺 • 球化退火 使钢中的碳化物球状化,或获得 球状珠光体的退火工艺 • 再结晶退火 经过冷变形的金属加热到再结 晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒 重新转变为均匀的等轴晶粒,以消除形变 强化和残余应力的热处理工艺
钢的退火种类及应用
钢的退火种类及应用钢的退火是指通过加热和冷却的过程来改变钢的组织和性能。
退火可分为多种类型,每种类型都有特定的应用。
1.全退火:全退火是将钢加热到一定温度,然后在空气中冷却至室温。
全退火主要用于去除内部应力、改善组织和提高可加工性。
应用包括机械零件加工前的初调质、铸钢件的改性、冷拔钢丝等。
2.正火:正火是将钢加热到一定温度,然后将其冷却至不同温度。
正火主要用于提高硬度、强度和耐磨性能。
应用包括车床刀具、刨刀等需要具有高硬度和强度的工具。
3.高温正火:高温正火是将钢加热到较高温度,然后进行缓慢冷却。
高温正火主要用于改善钢材的塑性和韧性。
应用包括汽车零件、航空航天部件等需要具有高塑性和韧性的零件。
4.淬火:淬火是将钢加热到临界温度,然后迅速冷却。
淬火主要用于提高钢的硬度和强度。
应用包括锤头、齿轮等需要具有高度硬度和强度的零件。
5.回火:回火是将淬火后的钢加热到一定温度,然后进行冷却。
回火主要用于减轻淬火引起的内部应力和改善韧性。
应用包括刀具、敲击工具等需要具有一定硬度和韧性的零件。
6.等温回火:等温回火是将钢冷却至一定温度,然后保持一段时间,最后再冷却。
等温回火主要用于提高钢的韧性和耐磨性。
应用包括制造弹簧、弯曲件等需要具有较好韧性和耐磨性的零件。
7.淬火和回火:淬火和回火结合应用,可以在提高钢的硬度和强度的同时保持一定的韧性。
应用包括汽车发动机的曲轴、锤头等需要兼具硬度、强度和韧性的零件。
8.其他退火方式:还有一些特殊的退火方式,如球化退火、拔丝退火等。
球化退火主要用于改善铸造和焊接钢的塑性和韧性,拔丝退火用于制造各种线材。
综上所述,钢的退火种类繁多,并且每种退火方式都有其特定的应用。
不同的退火方式可以改变钢的组织和性能,使其在不同领域具有更好的应用性能。
退火种类及正火特点
退火种类及正火特点1)退火:退火和正火是生产中应用很广泛的预备热处理工艺,主要用于改善材料的切削加工性能。
对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件,也可以做为最终热处理。
等温退火将奥氏体化后的钢快冷至珠光体形成温度等温保温,使过冷奥氏体转变为珠光体,空冷至室温。
球化退火将过共析碳钢加热到Ac1以上20~30℃,保温2~4h,使片状渗碳体发生不完全溶解断开成细小的链状或点状,弥散分布在奥氏体基体上,在随后的缓冷过程中,或以原有的细小的渗碳体质点为核心,或在奥氏体中富碳区域产生新的核心,形成均匀的颗粒状渗碳体均匀化退火(扩散退火)将工件加热到1100℃左右,保温10~15h,随炉缓冷到350℃,再出炉空冷。
工件经均匀化退火后,奥氏体晶粒十分粗大,必须进行一次完全退火或正火来细化晶粒,消除过热缺陷.去应力退火将工件随炉缓慢加热到500~650℃,保温,随炉缓慢冷却至200℃出炉空冷。
主要用于消除加工应力。
再结晶退火将材料加热至再结晶温度以上,保温后缓慢冷却的工艺方法。
完全退火用于亚共析碳钢和合金钢的铸、锻件;等温退火用于奥氏体比较稳定的合金钢;球化退火用于共析钢、过共析钢和合金工具钢;均匀化退火用于高质量要求的优质高合金钢的铸锭和成分偏析严重的合金钢铸件;去应力退火用于铸件、锻件、焊接件、冷冲压件及机加工件;再结晶退火主要用于去除加工硬化。
2)正火:将亚共析碳钢加热到Ac3以上30~50℃,过共析碳钢加热到Accm以上30~50℃,保温,空气中冷却的方法称为正火。
适用于碳素钢及中、低合金钢,因为高合金钢的奥氏体非常稳定,即使在空气中冷却也会获得马氏体组织。
对于低碳钢、低碳低合金钢,细化晶粒,提高硬度(140~190HBS),改善切削加工性能;对于过共析钢,消除二次网状渗碳体,有利于球化退火的进行。
残留应力退火处理一般机械製品於加工面总是免不了会有残留应力的存在,若製品未经适当应力退火处理,在不当的暴露於热源〈例如阳光、热引擎等〉下,会產生变形的现象,另外由残餘应力经常识高度集中在某一局部区域,例如表面,焊接区等,因此会局部降低製品的机械强度。
退火种类
重结晶退火(完全退火)应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。
其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或退火以内的某一温度。
加热和冷却都是缓慢的。
合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶,故称为重结晶退火,常被简称为退火。
这种退火方法,相当普遍地应用于钢。
钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃,保持适当时间,然后缓慢冷却下来。
通过加热过程中发生的珠光体(或者还有先共析的铁素体或渗碳体)转变为奥氏体(第一回相变重结晶)以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶,形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。
退火温度在Ac3以上(亚共析钢)使钢发生完全的重结晶者,称为完全退火,退火温度在Ac1与Ac3之间(亚共析钢)或Ac1与Acm之间(过共析钢),使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火。
前者主要用于亚共析钢的铸件、锻轧件、焊件,以消除组织缺陷(如魏氏组织、带状组织等),使组织变细和变均匀,以提高钢件的塑性和韧性。
后者主要用于中碳和高碳钢及低合金结构钢的锻轧件。
此种锻、轧件若锻、轧后的冷却速度较大时,形成的珠光体较细、硬度较高;若停锻、停轧温度过低,钢件中还有大的内应力。
此时可用不完全退火代替完全退火,使珠光体发生重结晶,晶粒变细,同时也降低硬度,消除内应力,改善被切削性。
此外,退火温度在Ac1与Acm之间的过共析钢球化退火,也是不完全退火。
重结晶退火也用于非铁合金,例如钛合金于加热和冷却时发生同素异构转变,低温为α相(密排六方结构),高温为β相(体心立方结构),其中间是“α+β”两相区,即相变温度区间。
为了得到接近平衡的室温稳定组织和细化晶粒,也进行重结晶退火,即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度,保温适当时间,使合金转变为β相的细小晶粒;然后缓慢冷却下来,使β相再转变为α相或α+β两相的细小晶粒。
退火种类及正火特点
退火种类及正火特点1)退火:退火和正火是生产中应用很广泛的预备热处理工艺,主要用于改善材料的切削加工性能。
对于一些受力不大、性能要求不高的机器零件,也可以做为最终热处理。
等温退火将奥氏体化后的钢快冷至珠光体形成温度等温保温,使过冷奥氏体转变为珠光体,空冷至室温。
球化退火将过共析碳钢加热到Ac1以上20~30℃,保温2~4h,使片状渗碳体发生不完全溶解断开成细小的链状或点状,弥散分布在奥氏体基体上,在随后的缓冷过程中,或以原有的细小的渗碳体质点为核心,或在奥氏体中富碳区域产生新的核心,形成均匀的颗粒状渗碳体均匀化退火(扩散退火)将工件加热到1100℃左右,保温10~15h,随炉缓冷到350℃,再出炉空冷。
工件经均匀化退火后,奥氏体晶粒十分粗大,必须进行一次完全退火或正火来细化晶粒,消除过热缺陷.去应力退火将工件随炉缓慢加热到500~650℃,保温,随炉缓慢冷却至200℃出炉空冷。
主要用于消除加工应力。
再结晶退火将材料加热至再结晶温度以上,保温后缓慢冷却的工艺方法。
完全退火用于亚共析碳钢和合金钢的铸、锻件;等温退火用于奥氏体比较稳定的合金钢;球化退火用于共析钢、过共析钢和合金工具钢;均匀化退火用于高质量要求的优质高合金钢的铸锭和成分偏析严重的合金钢铸件;去应力退火用于铸件、锻件、焊接件、冷冲压件及机加工件;再结晶退火主要用于去除加工硬化。
2)正火:将亚共析碳钢加热到Ac3以上30~50℃,过共析碳钢加热到Accm以上30~50℃,保温,空气中冷却的方法称为正火。
适用于碳素钢及中、低合金钢,因为高合金钢的奥氏体非常稳定,即使在空气中冷却也会获得马氏体组织。
对于低碳钢、低碳低合金钢,细化晶粒,提高硬度(140~190HBS),改善切削加工性能;对于过共析钢,消除二次网状渗碳体,有利于球化退火的进行。
残留应力退火处理一般机械製品於加工面总是免不了会有残留应力的存在,若製品未经适当应力退火处理,在不当的暴露於热源〈例如阳光、热引擎等〉下,会產生变形的现象,另外由残餘应力经常识高度集中在某一局部区域,例如表面,焊接区等,因此会局部降低製品的机械强度。
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退火工艺的种类
①均匀化退火(扩散退火)
均匀化退火是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯的化学成分的偏析和组织的不均匀性,将其加热到高温,长时间保持,然后进行缓慢冷却,以化学成分和组织均匀化
为目的的退火工艺。
均匀化退火的加热温度一般为Ac3+(150~200℃),即1050~1150℃,保温时间一般为10~15h,以保证扩散充分进行,大道消
除或减少成分或组织不均匀的目的。
由于扩散退火的加热温度高,时间长,晶粒粗大,为此,扩散退火后再进行完全退火或正火,使组织重新细化。
②完全退火
完全退火又称为重结晶退火,是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织的退火工艺。
完全退火主要用于亚共析钢,一般是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热
轧型材,有时也用于它们的焊接构件。
完全退火不适用于过共析钢,因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上,在缓慢冷却时,渗碳体会沿奥氏体晶界析出,呈网状分布,导致材料脆性增大,给最终热处理
留下隐患。
完全退火的加热温度碳钢一般为Ac3+(30~50℃);合金钢为Ac3+(500~70℃);保温时间则要依据钢材的种类、工件的尺寸、装炉量、所选用的设备型号等
多种因素确定。
为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变,完全退火的冷却必须是缓慢的,随炉冷却到500℃左右出炉空冷。
③不完全退火
不完全退火是将铁碳合金加热到Ac1~Ac3之间温度,达到不完全奥氏体化,随之缓
慢冷却的退火工艺。
不完全退火主要适用于中、高碳钢和低合金钢锻轧件等,其目的是细化组织和降低硬度,加热温度为Ac1+(40~60)℃,保温后
缓慢冷却。
④等温退火
等温退火是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后在空气中冷却的退火工艺。
等温退火工艺应用于中碳合金钢和低合金钢,其目的是细化组织和降低硬度。
亚共析钢加热温度为Ac3+(30~50)℃,过共析钢
加热温度为Ac3+(20~40)℃,保持一定时间,随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温转变,然后出炉空冷。
等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。
⑤球化退火
球化退火是使钢中碳化物球化而进行的退火工艺。
将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到在铁素体基体上均匀分布的球状或颗粒状碳化
物的组织。
球化退火主要适用于共析钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。
这些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。
而经球化退火得到的是球状珠光体组织,其中的渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上,和片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒
不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小。
另外对于一些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷镦等)的亚共析钢有时也可
采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm(20~30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却。
在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。
因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化
物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证球化退火正常进行。
球化退火工艺方法很多,最常用的两种工艺是普通球化退火和等温球化退火。
普通球化退火是将钢加热到Ac1以上20~30℃,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却,冷到500℃左右出炉空冷。
等温球化退火是与普通球化退火工艺同样的加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1的温度进行等温,等温时间为其加热保温时间的1.5倍。
等温后
随炉冷至500℃左右出炉空冷。
和普通球化退火相比,球化退火不仅可缩短周期,而且可使球化组织均匀,并能严格地控制退
火后的硬度。
⑥再结晶退火(中间退火)
再结晶退火是经冷形变后的金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀的等轴晶粒,以消除形变强化和残余应力的热处理工艺。
⑦去应力退火
去应力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成的以及铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。
锻造、铸造、焊接以及切削加工后的工件内部存在内应力,如不及时消除,将使工件在加工和使用过程中发生变形,影响工件精度。
采用去应力退火消除加工过程中产生的内应力十分重要。
去应力退火的加热温度低于相变温度A1,因此,在整个热处理过程中不发生组织转
变。
内应力主要是通过工件在保温和缓冷过程中消除的。
为了使工件内应力消除得更彻底,在加热时应控制加热温度。
一般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速度加热到规定温度。
焊接件得加热温度应略高于600℃。
保温时间视情况而定,通常为2~4h。
铸件去应力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷。