钢材的临界点
热处理基础知识
一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
11、钎焊：用钎料将两种工件加热融化粘合在一起的热处理工艺。
20#钢材
20号钢材的化学成分% 温度临界点力学性能在T=20摄氏度的情况下C——(0.17～0.24)%Si——(0.17～0.37)%Mn——(0.35～0.65)%P——≤0.040%S——≤0.040%屈服点σ^s——不小于250MPa抗拉强度σ^b——不小于420MPa伸长率δ————不小于25％断面收缩率ψ————不小于55％冲击韧度a^K——无硬度HBS——热轧钢15620号钢化学成分质量分数%|C: 0.17～0.23化学成分质量分数%|Si: 0.17～0.37化学成分质量分数%|Mn: 0.35～0.65化学成分质量分数%|Cr≤: 0.25化学成分质量分数%|Ni≤: 0.30化学成分质量分数%|Cu≤: 0.25推荐热处理/℃|正火: 910推荐热处理/℃|淬火:推荐热处理/℃|回火:力学性能|σb/MPa≥: 410力学性能|σs/MPa≥: 245力学性能|δ5(%)≥: 25力学性能|ψ(%)≥: 55力学性能|AKU/J≥:应用元素分析仪分析钢材进行材质分析时，会涉及到两个概念“铸造熔炼分析”和“原材料成品分析”。
铸造熔炼分析是指在炉前铸造时，钢液在浇注过程中采取样锭，然后进一步制成试样并对其进行的化学分析。
分析结果表示同一炉或同一罐钢液的平均化学成分。
GB/T699—1999《优质碳素结构钢》中规定的钢的化学成分就是针对熔炼分析而言的。
成品分析是指在经过加工的成品钢材（包括钢坯）上采取试样，然后对其进行的化学分析。
由于钢液在结晶过程中会产生元素的不均匀分布（或偏析），成品分析的值有时与熔炼分析的值不同。
既于以上原因，就出现了成品化学成分允许偏差。
具体地说，由于钢中元素偏析，成品分析的值有可能超出标准规定的成分范围。
对超出的范围规定一个允许的数值，就是成品化学成分允许偏差。
1、应用元素分析仪分析检测原材料、成品检测分析的取样方法和规则国家标准GB/T222—1984〈钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差〉中对应用元素分析仪对钢材成品分析的取样规则和方法的具体规定如下：（1）试样的代表性：用于钢的化学成分成品分析的试样必须在钢液或钢材具有代表性的部位采取。
金属元素对钢材性能影响
18种金属元素对钢性能的影响1、Al（1）Al当钢中其含量小于3～5%时，是一有益的元素。
其作用是：高的抗氧化性和电阻。
①作为强烈脱氧剂加进的Al，可生成高度细碎的、超显微的氧化物，分散于钢体积中。
因而可阻止钢加热时的晶粒长大（含Al＜10%，在加热＜1200℃才有细化作用，否则其作用甚小）和改善钢的淬透性。
所以这些氧化物成为结晶的中心，而在钢冷却时又对A体分解起促进作用。
作为合金元素，有助于钢的氮化，因而可提高钢的热稳定性。
所以AlN 本身在加热时具有高稳定性，①与②都有利于减弱钢的过热倾向。
③可改善钢的抗氧化性，考虑②和③，④能提高钢的电阻，与Cr共同用于制造高电阻铬铝合金：如Cr13Al4、1Cr17Al5、1Cr25Al5。
Al使电阻增高的程度比Cr还高的多。
在Cr钢中加Al，会粗晶易脆，所以其量一般不超过5%，个别才有8～9%。
⑤对硅钢而言，Al可减少α铁心损失，降低磁感强度，与氧结合可减弱磁时效现象，但Al的氧化物会使磁性变坏。
Al（＞0.5%）也会使硅钢变脆。
（2）Al的不良影响①促进钢的石墨化，减少合金相中的碳溶浓度，所以硬度、强度降低。
②加速脱碳当Al含量增加至3～5%时，8～9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。
因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。
（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外，它在800℃以上的高温长时间停置也极易变脆。
一般合金钢中含Al量：合金结构钢：Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等) 耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si等) 电热合金：Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。
各类钢材淬火温度参数冷却方式淬火硬度及临界点对照表
980
240
CrWMn
820-840
750
940
210
Cr12
960-980
800
1200
70-210
1000℃以下用于 冷冲模
Cr12
1000-1040
＞45
Cr12MoV
960-1030
油
＞60
810
1200
185
冷冲模用
Cr12MoV
1050-1130
油、160℃硝盐
＞45
810
1200
水-油
＞50
724
780
340
50
820-830
水-油
＞50
725
760
340
60
810-830
水-油
＞55
727
766
30Mn
860-880
水
＞40
734
812
340
45Mn
810-840
水-油
＞50
726
790
40Mn2
820-840
油
＞50
713
766
340
箱炉840-860℃
50Mn2
810-830
1050-1150
＞50
6W6Mo5Cr4V
1180-1200
820
65Cr4W3Mo2VNb
1120-1170
＞52
3Cr2W8V
1050-1120
＞45
850
1100
340-370
540-570回火HRC46-49
8Cr3
840-860
＞60
q460力学参数
q460力学参数1. 引言q460是一种高强度低合金结构钢，具有优异的力学性能。
本文将介绍q460的力学参数，包括屈服强度、抗拉强度、延伸率等，并探讨其对结构设计和工程应用的影响。
2. 屈服强度屈服强度是材料承受应力后开始产生塑性变形的临界点。
对于q460钢，其屈服强度通常在460MPa左右。
这意味着当q460钢受到超过460MPa的应力时，就会开始产生可见的塑性变形。
屈服强度是设计工程中常用的参数，它反映了材料的抗变形能力。
高屈服强度的材料可以承受更大的应力，从而可以设计出更轻量化、更经济高效的结构。
3. 抗拉强度抗拉强度是材料在拉伸过程中最大的抵抗应力。
对于q460钢，其抗拉强度通常在550-580MPa之间。
抗拉强度是材料的一个重要指标，它反映了材料的强度和抗拉性能。
抗拉强度的高低直接影响着结构的安全性和可靠性。
在结构设计中，需要根据工程要求和使用环境选择合适的抗拉强度。
高抗拉强度的材料可以提高结构的承载能力，但也会增加材料的成本。
4. 延伸率延伸率是材料在断裂前能够承受的塑性变形程度。
对于q460钢，其延伸率通常在15-20%之间。
延伸率是衡量材料韧性和可塑性的重要指标，它反映了材料在受力过程中的变形能力。
高延伸率的材料能够在受力过程中更好地吸收能量，具有更好的抗震性能和抗冲击性能。
在结构设计中，需要根据结构的使用要求和安全性要求选择合适的延伸率。
5. 影响因素q460钢的力学参数受到多种因素的影响，下面将介绍其中几个重要的因素。
5.1 成分钢材的成分是影响力学参数的重要因素之一。
q460钢是一种低合金钢，其中主要的合金元素有碳、硅、锰、磷和硫等。
合理的合金配比可以提高钢材的强度和韧性，从而改善其力学参数。
5.2 热处理热处理是指通过加热和冷却等工艺对钢材进行处理，改变其组织和性能。
适当的热处理可以提高q460钢的强度和硬度，同时保持一定的韧性。
5.3 加工工艺加工工艺也会对q460钢的力学参数产生影响。
钢的淬火知识
将钢加热到临界点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，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或下贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或下贝氏体组织，然后配合以不同温度的回火，以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
也可以通过淬火满足某些特种钢材的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
钢件在有物态变化的淬火介质中冷却时，其冷却过出一般分为以下三个阶段： 蒸汽膜阶段、沸腾阶段、对流阶段。
淬硬性和淬透性是表征钢材接受淬火能力大小的两项性能指标，它们也是选材、用材的重要依据。
1.淬硬性与淬透性的概念淬硬性是钢在理想条件下进行淬火硬化所能达到的最高硬度的能力。
决定钢淬硬性高低的主要因索是钢的含碳量，更确切地说是淬火加热时固溶在奥氏体中的含碳量，含碳量越离，钢的淬硬性也就越高。
而钢中合金元素对淬硬性的影响不大，但对钢的淬透性却有重大影响。
淬透性是指在規定条件下，决定钢材淬硬深度和硬度分布的特性。
即钢淬火时得到淬硬层深度大小的能力，它是钢材固有的一种属性。
淬透性实际上反映了钢在淬火时，奥氏体转变为马氏体的容易程度。
它主要和钢的过冷奥氏体的稳定性有关，或者说与钢的临界淬火冷却速度有关。
还应指出：必须把钢的淬透性和钢件在具体淬火条件下的有效淬硬深度区分开来。
钢的淬透性是钢材本身所固有的属性，它只取决于其本身的内部因素，而与外部因素无关；而钢的有效淬硬深度除取决于钢材的淬透性外，还与所采用的冷却介质、工件尺寸等外部因索有关，例如在同样奥氏体化的条件下，同一种钢的淬透性是相同的，但是水淬比油淬的有效淬硬深度大，小件比大件的有效淬硬深度大，这决不能说水淬比油淬的淬透性髙。
也不能说小件比大件的淬透性高。
可见评价钢的淬透性，必须排除工件形状、尺寸大小、冷却介质等外部因素的影响。
钢材的屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击功的关系
钢材的屈服强度、抗拉强度、延伸率、冲击功的关系什么是的屈服强度和抗拉强度。
所以，抗拉极限载荷与实验材料的截⾯积之⽐，就是抗拉强度。
抗拉强度是材料单位⾯积上所能承受外⼒作⽤的极限。
超过这个极限，材料将被解离性破坏。
弹性材料在受到恒定持续增⼤的外⼒作⽤下，直到断裂。
究竟发⽣了怎样的变化呢？⾸先，材料在外⼒作⽤下，发⽣弹性形变，遵循胡克定律。
什么叫弹性形变呢？就是外⼒消除，材料会恢复原来的尺⼨和形状。
当外⼒继续增⼤，到⼀定的数值之后，材料会进⼊塑性形变期。
材料⼀旦进⼊塑性形变，当外⼒，材料的原尺⼨和形状不可恢复！⽽这个造成两种形变的的临界点的强度，就是材料的屈服强度！对应施加的拉⼒⽽⾔，这个临界点的拉⼒值，叫屈服点。
从晶体⾓度来说，只有拉⼒超过屈服点，材料的晶体结合才开始被破坏！材料的破坏，是从屈服点就已经开始，⽽不是从断裂的时候开始的！但我要说的是不管哪个强度，只拿⼀个来说事，都不能说明这种材料安全与否或者结实与否！咱们这⾥就说钢材吧，别的不说了。
关于屈服强度和抗拉强度还有⼀个参数，可能知道的⼈不多，它究竟起什么左右，可能知道的⼈更少。
这个参数就是屈强⽐！屈强⽐就是屈服强度和抗拉强度的⽐值。
范围是0~1之间。
屈强⽐是衡量钢材脆性的指标之⼀。
屈强⽐越⼤，表明钢材屈服强度和抗拉强度的差值越⼩，钢材的塑性越差，脆性就越⼤！为什么这样说呢，这⾥要引进⼀个新的指标——延伸率。
通俗⼀点说就是钢材被拉断后，和原来⽐，伸长了多少。
这是检验钢材塑性好坏的⼀个重要指标。
这个数值越⼤，表明钢材的延展性越好。
上⾯我说了，当钢材拉伸超过屈服点之后，这个时候的钢材已经不可能恢复原来的尺⼨，⼀直到断裂，钢材都在不断的被拉长。
屈强⽐越⼤，屈服强度和抗拉强度的差值越⼩，那么在的加荷速率不变的情况下，钢材被拉长的时间就越短，那么延伸率就越低。
有点罗嗦了！下⾯进⼊正题！根据能量守恒定律，能量只能转换或者传递。
当钢材被拉伸的时候，归根结底是能量的转换吸收。
结构钢热处理工艺守则
XXX 有限公司企业标准Q/XXX004—2006 代替Q/XXX351—20041范围本标准规定了常用结构钢常规热处理的材料规格、设备与工具、准备工作、工艺规范、设备要求、操作方法与注意事项、常见缺陷及补救措施、安全注意事项等。
本标准适用于45、40Cr 、40CrMn 、65Mn 、GCr15>20CrMnTi 等结构钢的各种常规热处理（包括正火、退火、淬火、回火处理）操作。
不包括化学热处理、感应加热及火焰加热热处理等热处理方法。
2材料规格 1.1 化学成分常用结构钢的化学成分见表U表1常用结构钢的化学成分2. 2钢的临界点常用结构钢的临界点见表2。
表2常用结构钢的临界点单位：℃3设备与工具 3.1加热设备 3.1.1 45kW 台车式中温箱式炉，附温度自动控制记录仪表。
3.1.2 20kW 高温箱式炉，附温度自动控制记录仪表。
3.1.3 12kW 高温箱式炉，附温度自动控制仪表。
3.1.410kW 高温箱式炉，附温度自动控制仪表。
结构钢热处理工艺守则2006-08-08发布2006-08-28实施3.1.5 75kW埋入式电极盐浴炉，附温度自动控制记录仪表。
3.1.6 24kW井式回火炉，附温度自动控制记录仪表。
3.1.7 外热式硝盐炉，附温度自动控制仪表。
3.2冷却设备3. 2.1淬火水槽，2500rmιX1500πmX1500m∏o3. 2.2淬火油槽，10OOrrniX10OOrrmX10OOmmo3. 2.3外热式硝盐炉，附温度自动控制仪表。
3. 3清理设备3. 3.1碱水槽，1000mm×700mm×1000mmo3. 3.2热水槽，1400mm×10OOrnm×1000mm o3. 3.3清水槽，10OOmrn×700mm×10OOrnm o3. 3.4卧式离心研磨机。
3. 4辅助设备行车等。
3.5工具各种钳子、钩子、铁箱、吊具、淬火夹具等。
钢的锻造温度范围
图11 45Mn2钢的过热 图12 30CrMnSiA钢的塑
魏氏组织×100
性图及变形抗力图
由于生产条件不同，各工厂所用的锻造温度范围也不完全相同。合
金结构钢的锻造温度范围见表4。合金结构钢钢锭锻造温度范围见表5。
合金工具钢、弹簧钢和滚珠轴承钢的锻造温度范围见表6。
表4 合金结构钢的锻造温度和加热规范
≤900
4
1240 1260
6.5 1160 800
35CrMnSi40CrMnSiMoV
35～38CrMoAl
1050～ 1100～
≤900
4
1200 1200
6.5 1160 800
25～30Ni
12～37CrNi3 12～20Cr2Ni4
40CrNiMo 35CrNi3W 35CrNi3WV 30～40CrNiW 45CrNiWV 18～25Cr2Ni4W 14CrMnSiNi2Mo
在确定锻造热力学参数时，并不是在任何情况下，都需要上述的所 有资料。当对锻件的组织和性能没有严格要求时，往往只要有塑性图及 变形抗力图就够了。若对锻件的晶粒大小有严格要求，而且在机械性能 方面也有硬性规定时，除状态图、塑性图和变形抗力图之外，还需要参 考再结晶图以及能说明所采用热力规范是否能保证产品机械性能的资 料。
此外，锻件终锻温度与变形程度有关。若最后的锻造变形程度很 小，变形量不大，不需要大的锻压力，即使终锻温度低一些也不会产生 裂纹。故对精整工序、校正工序，终锻温度允许经规定值低50～80℃。
当亚共析钢在A3和A1温度区间锻造时，由于温度低于A3，所以铁素 体从奥氏体中析出，在铁素体和奥氏体两相共存情况下继续进行锻造变 形时，将形成铁素体与奥氏体的带状组织，只是铁素体比奥氏体更细 长，而奥氏体在进一步冷却时（低于A1温度）转变为珠光体，所以室温 下见到铁素体与珠光体沿主要伸长方向呈带状分布。这种带状组织可以 通过重结晶退火（或正火）予以消除。
钢淬火与回火知识要点
例题： 已知T12钢，Ac1=730℃,ACcm=820℃, 试确定其淬火加热温度，并分析原因。
在工件尺寸大，加热速度快的情况下，淬火温度 可取Ac3+50~80℃；
另外，加热速度快，起始晶粒细，也允许采用较 高的加热温度，细晶粒钢Ac3+100℃。
适用条件：
只适用于尺寸较小的工件。
5．等温淬火法 概念：工件淬火加热后，若长期保持在下贝氏体转 变区的温度使之完成奥氏体的等温转变，获得下贝 氏体组织，这种淬火方法称等温淬火法。如曲线d所 示。
等温淬火与分级淬火的区别在于前者是获得下贝氏 体组织。
等温淬火目的：获得变形小，硬度高并兼有良好韧 性的工件。
第六节 钢的回火
概述 1、回火概念： 将淬火零件重新加热到低于临界点某一温度，保温 后空冷到室温的热处理工艺称为回火。 回火时的转变称为回火转变。 2、回火原因
一、淬火介质的冷却作用
1、分类 （1）按聚集状态分类： 淬火介质有固态、液态、气态。 最常用介质为液态介质，淬火时不仅发生传热作用，还会 产生物态变化，因此过程较为复杂。 （2）按液态淬火介质是否具有物态变化： 分为有物态变化的和无物态变化的。 2、有物态变化的淬火介质淬火冷却过程可分为三个阶段： （1）蒸气膜阶段： 工件表面产生大量过热蒸汽，紧贴工件形成连续的蒸汽膜； 冷却主要靠辐射传热，冷却速度较缓慢。
3、无物态变化的淬火介质： 淬火冷却主要靠对流散热。 温度较高时辐射散热占有很大比例，也有传导传热。 二、淬火介质冷却特性的测定 淬火介质冷却能力最常用的表示方法是所谓的淬火烈度H。 1、概念： 规定静止水的淬火烈度H＝1，其它淬火介质的淬火烈度由与静 止水的冷却能力比较而得。 2、实质： 反映钢内部的热传导系数以及钢与介质间的给热系数的关系， 即淬火介质的冷却能力。 注意：不同淬火介质，在工件淬火过程中其冷却能力是变化 的。几种常见淬火介质的淬火烈度H，如下表所示。
紧固件几种常见的热处理概念
几种常见热处理概念1.正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2.退火annealing：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却（或埋在砂中或石灰中冷却）至500度以下在空气中冷却的热处理工艺3.固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺4.时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5.固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型6.时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度7.淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺8.回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺回火的种类及应用根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：（一）低温回火（150－250度）低温回火所得组织为回火马氏体。
其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。
它主要用于各种高碳的切削刃具，量具，冷冲模具，滚动轴承以及渗碳件等，回火后硬度一般为HRC58－64。
（二）中温回火（350－500度）中温回火所得组织为回火屈氏体。
其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。
因此，它主要用于各种弹簧和热作模具的处理，回火后硬度一般为HRC35－50。
（三）高温回火（500－650度）高温回火所得组织为回火索氏体。
习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。
H13钢及其热处理
H13钢及其热处理陈杰(中国一拖集团有限公司热处理厂，河南洛阳471000)摘要：通过对热挤压模具钢H13材料以及热处理工艺的研究，我们能够获得有效的方法来满足对使用这种材料的日益增多的要求，更好地满足该种材料模具的使用性能。
关键词：热挤压；模具钢；脱碳敏感性；常规淬火；低温淬火；渗碳；保护气氛淬火0 前言H13钢是一种空冷硬化的铬系热挤压模具钢。
H13是采用美国AISI-SAE统一编号的钢材，系中碳中铬热模具钢。
该钢具有较高的热强度和硬度，尤其在中温(600℃)时具有较高的热强度和硬度，高的耐磨性和韧性，较好的耐冷热疲劳性能。
由于这种钢具有良好的综合机械性能，而越来越广泛地被用于制造模锻锤的锻模、热挤压模具与芯棒、锻造压力机模具、精锻机用模具、镶块以及铝、铜及其合金的压铸模等。
1 材料的基本性能1.1材料的化学成分(见表1)以及合金元素的影响H13属铬系热模具钢，材料中含有大约5%的铬，并加有钼、钨、钒和硅等合金元素。
由于含铬较高，因而有较高的淬透性，加入1%Mo时的淬透性更高。
故尺寸较大的模具淬火时也可以空冷。
铬、硅可以提高钢的耐热疲劳性和抗氧化性，但是硅的存在却增加了材料的脱碳敏感性。
钒可以加强钢的二次硬化效果，增加钢的稳定性。
铬系热作模具钢的韧性、耐热疲劳性都较好，但是由于这种材料中含钨较少，故其回火稳定性低于钨系。
1.2材料的其它性能(见表2)2 材料的热处理方法2.1锻后球化退火该钢锻打后应及时退火。
退火温度为860～880℃。
由于加热到Ac1温度以上，碳化物开始溶解，但又未完全溶解，导致奥氏体的成分极不均匀，在随后的冷却过程中，或以未溶的细小碳化物微粒为核心，或在不均匀奥氏体中碳原子富集处产生新的核心，而均匀地长大形成颗粒状的碳化物。
经过球化退火，可以降低材料的硬度，改善切削加工性，并为以后淬火处理作好组织准备。
退火保温时间取决于工件透烧时间，不宜过长。
冷却速度一般30℃/h，冷至500℃以下出炉空冷。
热处理基础知识总结
热处理基础知识总结热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。
一、热处理1、正火：将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却，得到珠光体类组织的热处理工艺。
2、退火：将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度，保温一段时间后，随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺。
3、固溶热处理：将合金加热至高温单相区恒温保持，使过剩相充分溶解到固溶体中，然后快速冷却，以得到过饱和固溶体的热处理工艺。
4、时效：合金经固溶热处理或冷塑性形变后，在室温放置或稍高于室温保持时，其性能随时间而变化的现象。
5、固溶处理：使合金中各种相充分溶解，强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能，消除应力与软化，以便继续加工成型。
6、时效处理：在强化相析出的温度加热并保温，使强化相沉淀析出，得以硬化，提高强度。
7、淬火：将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却，使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺。
8、回火：将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间，随后用符合要求的方法冷却，以获得所需要的组织和性能的热处理工艺。
9、钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。
习惯上碳氮共渗又称为氰化，以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。
中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度。
低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。
10、调质处理(quenching and tempering)：一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。
调质处理广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。
调质处理后得到回火索氏体组织，它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织更优。
它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关，一般在HB200—350之间。
钢的奥氏体晶粒度与加热温度的关系
2
(4) 网状渗碳体法 适用于过共析钢的奥氏体晶粒的显示。将试样加热到 820±10℃， 保温 30～60min 后，炉冷到 600℃（冷却速度约 80～100℃/h）出炉，以保证渗碳体呈网状 分布。除去试样表面氧化层，制成金相试样，用 3%～4%硝酸酒精溶液或苦味酸酒精溶液浸 蚀，此时晶界网状碳化物呈现白色。根据碳化物沿奥氏体晶界析出的网络。测定钢的奥氏体 晶粒度，晶粒内部是珠光体。 (5) 网状珠光体法（一端淬火法） 适用于淬透性较低的碳素钢和低合金钢以及不能获 得完整铁素体或渗碳体网的钢。如含碳量接近共析成分的钢。 实验时，可采用Φ 20mm×40mm 的圆柱形试样，现将试样加热到 900±10℃，保温 1h， 然后自炉中取出，一端淬入水中冷却（约入水 1/3～2/5 长度） ，冷却时不要上下运动，只可 水平移动；试样另一端在空气中冷却。由于试样从下端之上端冷却速度逐渐减小，因而沿轴 向的组织依次由马氏体向珠光体过渡。 经过这样处理的试样， 沿纵向磨去约 2～3mm 厚以后， 制成金相试样， 在淬硬与未淬硬的过渡区， 则可以找到黑色屈氏体优先沿奥氏体晶界析出的 区域。在屈氏体网所包围的内部则为灰白色的马氏体。根据黑色屈氏体网，可以测定钢的晶 粒度，所用浸蚀剂与网状铁素体法相同。 (6) 化学试剂腐蚀法 此方法分为直接腐蚀法和马氏体腐蚀法。 1）直接腐蚀法。将试样加热到 900±10℃，保温 1h 后水冷淬火，获得马氏体和贝氏体 组织，有的钢种还需经过一定温度的回火。除去试样表面脱碳层和氧化层，制成金相试样， 选用具有强烈选择性腐蚀的腐蚀剂浸蚀，使原奥氏体组织晶界变黑，而基体组织腐蚀轻微， 从而直接显现奥氏体晶粒。 本法适用于合金化高的能直接淬硬的钢，如高淬透性的铬镍钼钢等。 直接显现奥氏体晶界的腐蚀剂成分与使用条件是： ① 含有 0.5%～1%烷基苯碘酸钠 100mL 饱和苦味酸水溶液（亦可用合成洗衣粉代替烷 基苯磺酸钠） ；浸蚀时间依温度不同（20～70℃） ，可选用 0.5min 至 3h，由试验确定。如再 向此腐蚀剂中加少量医用消毒剂新洁尔灭，则能更好控制腐蚀，使样品更加清晰。 ② 含有 0.1～0.15g 十二醇硫酸钠的 100mL 饱和苦味酸水溶液，加热到 30℃，浸蚀约 100min 即可。 上述两种腐蚀剂都可抑制马氏体组织出现，促使奥氏体晶界的显示。 采用直接腐蚀法显示奥氏体晶粒的常用钢种热处理工艺列于表 1-1。 表 1-1 直接显示奥氏体晶粒的热处理艺 钢号 12CrNi3A 12Cr2Ni4A 20CrNi3A 40Cr 或 45Cr 60 碳钢 38CrMoAlA 18Cr2Ni4WA 40CrNiMoA 18CrMnTi 38CrA 30CrMnSiA 30CrMnSiNi2A 30CrMnNi2MoA
60Si2CrA钢标准的化学成分
60SiMn(A)钢化学成分-临界点温度⑴模具钢的特性中碳合金弹簧钢，是标准件冷镦冲头的基本钢号。
该钢具有屈服强度、疲劳极限高，淬透性较大，塑性优良，钢材价格低廉，以及热处理工艺操作简单的优点。
该钢具有明显的脱碳倾向，对耐磨性能、疲劳抗力均有明显损害。
还有过热敏感性，易出现淬火裂纹。
该钢用做模具主要零件时必须先经过锻造，以避免产生纵向开裂。
但是为了削除锻造后的应力和使钢的内部碳化物均匀，必须进行球化退火，以提高模具钢的使用寿命。
但该钢用于制造弹簧时不需要经过球化退火。
若采用快速球化工艺热处理取代传统球化退火工艺后，可以使球化组织更均匀、球化率提高，提高产品质量，使生产周期缩短一半。
采用低碳马氏体高温淬火，有利于延长冷作模具的使用寿命。
可以通过提高奥氏体化温度，使该钢的Ms点升高，获得更多的低碳马氏体组织，提高模具的强韧性，有较高的断裂韧性、冲击韧性和优良的耐磨性。
淬火、回火后模具硬度为58HRC，金相组织为片状回火马氏体+残余奥氏体，产生显微裂纹的敏感性较高，因此韧性较低，在使用过程中易断裂。
等温淬火工艺比普通淬火所获得的硬度仅相差1HRC，而抗弯强度和韧性却会有很大提高。
该钢模具的加工工艺过程如：下料→锻造→球化热处理→加工成型→淬火、回火。
⑵化学成分（质量分数，%）C0.56～0.64、Si1.50～2.00、Mn0.60～0.90、P≤0.035、S≤0.035、Cr≤0.035、Ni≤0.35、Cu≤0.25。
⑶参考对应钢号我国GB标准钢号60Si2Mn(A)、美国ASTM标准钢号H2600、日本JIS标准钢号SUP6/SUP7、国际标准化组织ISO 标准钢号61SiCr7。
⑷临界点温度（近似值）Ac1=755（735）℃,Ac3=810℃,,Ar3=770℃,Ar1=700℃，Ms=305℃。
⑸热加工规范始锻温度1100℃，终锻温度850℃⑹冷压毛坯软化处理规范温度740～760℃保温时间4～6h，再以5～10℃/h的冷速，降温到≤600℃，出炉空冷。
q235压缩屈服强度_理论说明
q235压缩屈服强度理论说明1. 引言1.1 概述在工程实践中，钢材是一种重要的结构材料，广泛应用于建筑、桥梁等领域。
而Q235钢是中国常用的结构钢之一，因其具备良好的可塑性和强度特点，在工程承载能力方面被广泛关注。
1.2 文章结构本文将对Q235压缩屈服强度进行理论说明，并介绍相关的实验数据分析。
文章主要包括以下几个部分：引言、Q235压缩屈服强度理论说明、实验研究与数据分析、讨论与比较分析以及结论。
通过详细阐述Q235钢材的特性、测量方法和理论解释，以及实验结果验证和讨论对比，旨在深入了解Q235压缩屈服强度的相关性。
1.3 目的本文旨在探讨并解释Q235钢材在受压力下发生塑性变形的临界点-屈服点。
通过理论说明和实验验证，我们希望揭示Q235压缩屈服强度的影响因素以及其应用前景。
同时，我们还将比较Q235与其他钢材性能之间的差异，并探讨受力状态对Q235压缩屈服强度的影响。
通过这些论述，可以更好地了解和评估工程中使用Q235钢材时的限制和优势。
以上是关于文章“1. 引言”部分的详细内容。
2. Q235压缩屈服强度理论说明：2.1 Q235钢材介绍：Q235钢是中国制造的常用结构钢，具有良好的可焊性和机械性能。
它的化学成分主要包含碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）和硫（S），其中含碳量较低，适合制作焊接结构和机械零件。
2.2 压缩屈服强度的定义与测量方法：压缩屈服强度指材料在受压作用下开始发生塑性变形的应力水平。
它通常通过在实验室中进行压缩试验来测定。
在压缩试验中，样品被放置在坚固的夹具中，并施加垂直于样品轴线方向的压力，然后测量样品在不断增加的载荷下产生塑性变形时所承受的最大应力。
2.3 Q235钢材压缩屈服强度的理论解释与因素影响分析：Q235钢材的压缩屈服强度受多种因素影响。
首先，材料本身的化学成分和组织结构会对其力学性能产生影响。
例如，碳含量的增加会提高材料的强度，但过高的碳含量可能导致脆性。
45钢的正火工艺过程
将钢加热到一定的温度，经一段时间的保温，然后以某种速度冷却下来,通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。
1、碳钢的普通热处理工艺方法1）钢的退火钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间，然后缓慢地随炉冷却。
此时,奥氏体在高温区发生分解，从而得到比较接近平衡状态的组织。
一般中碳钢（如40、45钢）经退火后消除了残余应力，组织稳定，硬度较低（HB180~220）有利于下一步进行切削加工。
2）钢的正火钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上，保温一段时间，然后进行空冷。
由于冷却速度稍快，与退火组织相比，组织中的珠光体量相对较多，且片层较细密，故性能有所改善，细化了晶粒,改善了组织，消除了残余应力。
对低碳钢来说,正火后提高硬度可改善切削加工性，提高零件表面光洁度；对于高碳钢，则正火可消除网状渗碳体，为下一步球化退火及淬火作好组织准备。
3）钢的淬火钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间，然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷＞V临），以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
4）钢的回火钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度，经过适当时间的保温后，冷却到室温的一种热处理工艺。
由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆，并且工件内部存在很大的内应力，如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂，一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度，甚至开裂。
因此,淬火钢必须进行回火处理.不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。
2、碳钢普通热处理工艺1）加热温度碳钢普通热处理的加热温度，原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30～50℃选定。
但生产中，应根据工件实际情况作适当调整。
热处理加热温度不能过高，否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。
但加热温度过低,也达不到要求。
表2-1碳钢普通热处理的加热温度方法加热温度(℃）应用范围退火 Ac3+(20~60）亚共析钢完全退火Ac1+(20～40) 过共析钢球化退火正火 Ac3+(50～100）亚共析钢Accm+（30~50）过共析钢淬火 Ac3+（30~70) 亚共析钢Ac1+(30~70）过共析钢回火低温回火 150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件中温回火 350～500 弹簧、中等硬度零件高温回火 500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件表2—2 常用碳钢的临界点钢号临界点(℃)Ac1 Ac3 Accm20钢 735 855 ——45钢 724 780 —-T8钢 730 —- ——T12钢 730 —- 8202）加热时间热处理的加热时间（包括升温与保温时间）与钢的成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关.因此，要确切计算加热时间是比较复杂的。
钢材的临界点
钢材的临界点临界温度钢加热和（或）冷却时，发生相转变的温度。
对合金钢而言，重要的有：（1）Ac1 钢加热时，开始形成奥氏体的温度。
（2）Ac3 亚共析钢加热时，所有铁素体都转变为奥氏体的温度。
（3）Ac4 低碳亚共析钢加热时，奥氏体开始转变为δ相的温度。
（4）Arl 钢高温奥氏体化后冷却时，奥氏体分解为铁素体和珠光体的温度。
（5）Ar3 亚共析钢高温奥氏体化后冷却时，铁素体开始析出的温度。
（6）Ar4 钢在高温形成的δ相在冷却时，开始转变为奥氏体的温度。
（7）A1也写做Ae1，是在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，也就是一般所说的下临界点。
（8）A3 也写做Ae3，是亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度，也就是说亚共析钢的上临界点。
（9）A4 也写做Ae4，是在平衡状态下，δ相和奥氏体共存的最低温度。
（10）Mb 马氏体爆发形成温度，以Mb表示（Mb≤ MS）。
当奥氏体过冷至MS 点以下时，瞬间爆发式形成大量马氏体，并伴有响声，同时释放相变潜热，使温度回升。
（11）Md 马氏体机械强化稳定化临界温度。
（12）MＦ马氏体相变强化临界温度。
（13）Mf 有的文献以Mf表示奥氏体转变为马氏体的终了温度。
（14）MG 奥氏体发生热稳定化的一个临界温度。
（15）MS 钢奥氏体化后冷却时，其中奥氏体开始转变为马氏体的温度，符号中的“S”是“始”字汉语拼音第一个字母，俄文书籍中的MH和英文书籍中的MS。
（19）MＺ奥氏体转变为马氏体的终了温度，符号中的“Z”是“终”字的汉语拼音第一个字母，也就是俄文书籍中的MＫ和英文书籍中的Mf。
注：AC1、AC3、AC4随加热速度而定，加热越快，其越高；Ar1、Ar3、Ar4和Arcm则随冷却速度的加快而降低，当冷却速度超过一定值（临界冷却速度）时，它们将完全消失。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢材的临界点
临界温度钢加热和（或）冷却时，发生相转变的温度。
对合金钢而言，重要的有：
（1）Ac1 钢加热时，开始形成奥氏体的温度。
（2）Ac3 亚共析钢加热时，所有铁素体都转变为奥氏体的温度。
（3）Ac4 低碳亚共析钢加热时，奥氏体开始转变为δ相的温度。
（4）Arl 钢高温奥氏体化后冷却时，奥氏体分解为铁素体和珠光体的温度。
（5）Ar3 亚共析钢高温奥氏体化后冷却时，铁素体开始析出的温度。
（6）Ar4 钢在高温形成的δ相在冷却时，开始转变为奥氏体的温度。
（7）A1也写做Ae1，是在平衡状态下，奥氏体、铁素体、渗碳体或碳化物共存的温度，也就是一般所说的下临界点。
（8）A3 也写做Ae3，是亚共析钢在平衡状态下，奥氏体和铁素体共存的最高温度，也就是说亚共析钢的上临界点。
（9）A4 也写做Ae4，是在平衡状态下，δ相和奥氏体共存的最低温度。
（10）Mb 马氏体爆发形成温度，以Mb表示（Mb≤ MS）。
当奥氏体过冷至MS 点以下时，瞬间爆发式形成大量马氏体，并伴有响声，同时释放相变潜热，使温度回升。
（11）Md 马氏体机械强化稳定化临界温度。
（12）MＦ马氏体相变强化临界温度。
（13）Mf 有的文献以Mf表示奥氏体转变为马氏体的终了温度。
（14）MG 奥氏体发生热稳定化的一个临界温度。
（15）MS 钢奥氏体化后冷却时，其中奥氏体开始转变为马氏体的温度，符号中的“S”是“始”字汉语拼音第一个字母，俄文书籍中的MH和英文书籍中的MS。
（19）MＺ奥氏体转变为马氏体的终了温度，符号中的“Z”是“终”字的汉语拼音第一个字母，也就是俄文书籍中的MＫ和英文书籍中的Mf。
注：AC1、AC3、AC4随加热速度而定，加热越快，其越高；Ar1、Ar3、Ar4和Arcm则随冷却速度的加快而降低，当冷却速度超过一定值（临界冷却速度）时，它们将完全消失。