钢的常用退火工艺的分类及应用
金属材料热处理方法有几种
金属材料热处理方法有几种?各有什么特点?金属材料热处理方法有退火、谇火及回火,渗碳、氮化及氰化等。
(1) 退火处理退火处理按工艺温度条件的不同,可分为完全退火、低温退火和正火处理。
①完全退火是把钢材加热到Ac3 (此时铁素体开始溶解到奥氏体中,指铁碳合金平衡图中Ac3,即临界温度)以上20〜30℃,保温一段时间后,随炉温缓冷到400〜500(,然后在空气中冷却。
完全退火适用于含碳量小于0.83%的铸造、锻造和焊接件。
目的是为了通过相变发生重结晶,使晶粒细化,减少或消除组织的不均匀性,适当降低硬度,改善切削加工性,提高材料的韧性和塑性,消除内应力。
② 低温退火是一种消除内应力的退火方法。
对钢材进行低温退火时.先以缓慢速度加热升温至500〜600匸,然后经充分的保温后缓慢降温冷却。
低温退火(消除内应力退火)主要适用于铸件和焊接件,是为了消除零件铸造和焊接过程中产生的内应力,以防止零件在使用工作中变形。
采用这种退火方法,钢材的结晶组织不发生变化。
③ 正火是退火处理中的一种变态,它与完全退火不同之处在于零件的冷却是在静止的空气中,而不是随炉缓慢降温冷却。
正火处理后的晶粒比完全退火更细,增加了材料的强度和韧性,减少内应力,改善低碳钢的切削性能。
正火处理主要适合那些无需调质和淬火处理的一般零件和不能进行淬火和调质处理的大型结构零件。
正火时钢的加热温度为753〜900°C。
(2) 淬火及回火处理淬火可分整体淬火和表面淬火,淬火后的钢一般都要进行回火。
回火是为了消除或降低淬火钢的残余应力,以使淬火后的钢内纟且织趋于稳定。
钢材淬火后为了得到不同的硬度,回火温度可采用几种温度段。
① 淬火后低温回火目的是为了降低钢中残余应力和脆性、而保持钢淬火后的高硬度和耐磨性,硬度在HRC58〜64范围内。
适合于各种工具、渗碳零件和滚动轴承。
回火温度为150〜250匸。
② 淬火后中温回火目的是为了保持钢材有一定的韧性、在此基础上提高其弹性和屈服极限。
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
退火的种类,各自的目的和应用范围下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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常用钢热处理工艺
常用钢热处理工艺热处理是一种通过改变金属结构来改善其力学性能的方法。
常用钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。
下面对这几种常用钢热处理工艺进行详细介绍。
1. 退火退火是指将钢加热到一定温度,然后缓慢冷却。
退火工艺分为完全退火和等温退火两种。
完全退火是将钢材加热至超过临界温度,然后慢慢降温。
等温退火是将钢材加热至超过临界温度,然后在等温时间内,使钢材的温度均匀,从而使钢材的组织变得均匀,于是提高了钢材的韧性。
2. 正火正火是将钢加热到一定温度,然后快速冷却。
正火一般分为低温正火,中温正火和高温正火三种。
低温正火使钢材的硬度提高,但是韧性降低。
高温正火使钢材的韧性提高,但是硬度降低。
中温正火平衡了钢材的硬度和韧性。
3. 淬火淬火是指将钢加热到超过临界温度,然后快速冷却。
淬火一般分为油淬、水淬和气淬三种。
油淬适用于要求较低的钢材,水淬适用于要求较高的钢材,气淬适用于要求最高的钢材。
淬火后钢材的硬度很高,但是韧性降低,此时需要回火来消除内部应力,提高钢材的韧性。
4. 回火回火是将淬火后的钢在一定温度下加热一段时间,然后由于自然冷却所形成的工艺。
回火分为低温回火和高温回火两种。
低温回火提高了钢材的韧性,但是硬度降低。
高温回火提高了钢材的韧性,但是硬度降低。
5. 表面淬火表面淬火是一种特殊的热处理工艺,用于提高钢材的表面硬度和耐磨性。
表面淬火和淬火不同的是,只在钢材表面进行加热和快速冷却。
这种技术对钢材表面的耐磨性提高很大,但是对钢材硬度的提高不大。
总之,钢材热处理是提高钢材力学性能的重要方法,常用的钢热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火和表面淬火等。
选择适当的热处理工艺可以使钢材达到最佳的机械性能。
退火的三种主要方法
退火的三种主要方法
常用的退火方法有三种:
1、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。
2、球化退火
只应用于钢的一种退火方法。
将钢加热到稍低于或稍高于Ac1的温度或者使温度在A1上下周期变化,然后缓冷下来。
目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。
具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、被切削性好、冷形变能力大。
对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织。
3、去应力式退火
去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度(非合金钢在
500-600℃),保温后随炉冷却的热处理工艺称为去应力退火。
去应力加热温度低,在退火过程中无组织转变,主要适用于毛坯件及经过切削加工的零件,目的是为了消除毛坯和零件中的残余应力,稳定工件尺寸及形状,减少零件在切削加工和使用过程中的形变和裂纹倾向。
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围
钢的常用退火及正火工艺方法和应用范围钢的常用退火工艺包括:
1.完全退火:主要用于亚共析钢,目的是细化晶粒、均匀钢的化学成分和组织、改善钢的切削加工性能,消除中碳结构钢中的魏氏组织、带状组织等缺陷。
2.不完全退火:用于亚共析钢,将钢加热至AC1-AC3(亚共析钢)或AC1-ACcm(过共析钢)之间,保温一定时间后随炉缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺。
3.球化退火:用于共析钢、过共析钢和合金工具钢,使钢中碳化物球化,获得粒状珠光体的热处理工艺。
4.均匀化退火:也称扩散退火,将钢锭、铸件或锻轧坯加热至略低于固相线的温度下长时间保温,然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
5.再结晶退火:将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上保持适当时间,然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
6.去应力退火:在冷变形金属加热到再结晶温度以下某一温度,保温一段时间然后缓慢冷却至室温的热处理工艺。
而正火工艺的应用范围主要包括:
1.低碳钢:正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理。
2.中碳钢:可代替调质处理作为最后热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
3.工具钢、轴承钢、渗碳钢等:可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。
4.铸钢件:可以细化铸态组织,改善切削加工性能。
5.大型锻件:可作为最后热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向。
6.球墨铸铁:使硬度、强度、耐磨性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
钢的退火、正火、淬火和回火
利用淬透性可控制淬硬层深度。
对于截面承载均匀的重要件,要全 部淬透。如螺栓、连杆、模具等。 对于承受弯曲、扭转的零件可不 必淬透(淬硬层深度一般为半径的 1/2~1/3),如轴类、齿轮等。
高强螺栓
淬硬层深度与工件尺寸有关,设计 时应注意尺寸效应。
柴油机连杆
整理课件
齿轮
细A
温 度
不同冷却条件下的转变产物
回火托氏体
整理课件
④Fe3C聚集长大和铁素体多边形化
400℃以上, Fe3C开始 聚集长大。
450℃ 以上铁素体发生 多边形化,由针片状变 为多边形.
这种在多边形铁素体基 体上分布着颗粒状 Fe3C的组织称回火索 氏体,用S回表示。
回火索氏体
整理课件
回火时的性能变化 回火时力学性能变化总的趋势是随回火温度提高,钢的强度、
化物(- FeXC),使马氏体过饱和度降低。析出的碳化物以细 片状分布在马氏体基体上,这种组织称回火马氏体,用M回 表示。
整理课件
透射电镜下的回火马氏体形貌
在光镜下M回为黑色,A’为白色。 0.2%C 时,不析出碳化物。只发生碳在位错附近的偏聚。
②残余奥氏体分解 200-300℃时, 由于马
Ac3+30~50℃保温 后缓冷的退火工艺, 主要用于亚共析 钢.
整理课件
⑵ 等温退火 亚共析钢加热到Ac3+30~50℃, 共析、过共析钢加热到
Ac1+30~50℃,保温后快冷到Ar1以下的某一温度下停留,待 相变完成后出炉空冷。等温退火可缩短工件在炉内停留时间。
高速钢等温退火与普通退火的比较
整理课件
3、回火脆性 淬火钢的韧性并不总
是随温度升高而提高。 在某些温度范围内回
钢的正火与退火
钢的退火与正火常用的热处理工艺分为两大类:预备热处理目的:消除坯料、半成品中的某些缺陷,为后续冷加工,最终热处理作组织准备。
最终热处理目的:使工件获得所要求的性能。
退火与正火的目的:消除钢材经热加工所引起的某些缺陷,或为以后的切削加工及最终热处理做好组织准备。
一、钢的退火1、概念:将钢件加热到适当温度(Ac1以上或以下),保持一定时间,然后缓慢冷却以获得近于平衡状态组织的热处理工艺称为退火。
2、目的:(1)降低硬度,提高塑性,(2)细化晶粒,消除组织缺陷(3)消除内应力(4)为淬火作好组织准备3、类型:(根据加热温度可分为在临界温度(Ac1或Ac3)以上或以下的退火,前者又称相变重结晶退火,包括完全退火、扩散退火均匀化退火、不完全退火、球化退火;后者包括再结晶退火及去应力退火。
) (1)完全退火:1)概念:将亚共析钢(Wc=0.3%~0.6%)加热到AC3+(30~50)℃,完全奥氏体化后,保温缓冷(随炉、埋入砂、石灰中),以获得接近平衡状态的组织的热处理工艺称为完全退火。
2)目的:细化晶粒、均匀组织、消除内应力、降低硬度、改善切削加工性能。
3)工艺:完全退火采用随炉缓冷可以保证先共析铁素体的析出和过冷奥氏体在Ar1以下较主温度范围内转变为珠光体。
工件在退火温度下的保温时间不仅要使工件烧透,即工件心部达到要求的加热温度,而且要保证全部看到均匀化的奥氏体,达到完全重结晶。
完全退火保温时间与钢材成分、工件厚度、装炉量和装炉方式等因素有关。
实际生产时,为了提高生产率,退火冷却至600℃左右即可出炉空冷。
4)适用范围:中碳钢和中碳合金钢的铸,焊,锻,轧制件等。
注意事项:低碳钢和过共析钢不宜采用完全退火。
低碳钢完全退火后硬度偏低,不利于切削加工。
过共析钢加热至Accm以上奥氏体状态缓冷退火时,有网状二次渗碳体析出,使钢的强度、塑性和冲击韧性显著降低。
(2)球化退火1)概念:使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺称为球化退火。
不锈钢退火分类
不锈钢退火分类
退火是将工件加热到适当温度,保持一定时间,然后慢慢冷却的热处理工艺。
钢的退火工艺种类很多,根据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,又称为相变重结晶退火,包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火(均匀化退火)等;另一类是在临界温度以下的退火,包括再结晶退火及去应力退火等。
按照冷却方式,退火可分为等温退火和连续冷却退火。
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,它是将钢件或钢材加热至Ac3以上20~30℃,保温足够长时间,使组织完全奥氏体化后缓慢冷却,以获得近于平衡组织的热处理工艺。
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。
4.不完全退火是将钢加热至Ac1~Ac3(亚共析钢)或
Ac1~ACcm(过共析钢)之间,经保温后缓慢冷却以获得近于平衡组织的热处理工艺。
45钢完全退火、正火、淬火、淬火+低温回火、调质处理温度
45钢完全退火、正火、淬火、淬火+低温回火、调质处理温度45钢是一种常见的工程结构钢,具有较高的强度和硬度,通常用于制造机械零件和工具。
它的性能可以通过热处理工艺来调节和改善,包括完全退火、正火、淬火、淬火+低温回火和调质处理等方法。
(一)45钢完全退火完全退火是指将45钢加热到约850-880°C,然后在空气中冷却,使其组织达到完全球化的热处理方法。
完全退火能够消除钢材内部的残余应力,提高塑性和韧性,但对硬度和强度影响较小。
(二)45钢正火正火是将45钢加热到适当的温度,保温一定时间后在空气中冷却,以实现组织和性能的调节。
正火可以使钢材获得适中的硬度和强度,适用于一些要求较高的零件。
(三)45钢淬火淬火是将45钢加热至临界温度,然后迅速冷却到室温,以获得马氏体组织的热处理方法。
淬火能够显著提高钢材的硬度和强度,但会降低其塑性和韧性,适用于制造对硬度要求较高的零件。
(四)45钢淬火+低温回火淬火后的45钢通常会存在一定的脆性,为了提高其韧性和塑性,可以进行低温回火处理。
低温回火是将淬火后的45钢加热到150-250°C,保温一定时间后冷却,可以使其获得较好的综合性能。
(五)45钢调质处理调质处理是将45钢加热至介于淬火温度与完全退火温度之间的中温区,保温一定时间后进行空冷或油冷处理。
调质处理可以有效提高钢材的强度和硬度,保持一定的塑性和韧性,适用于对综合性能要求较高的零件。
总结来说,不同的热处理工艺可以使45钢获得不同的性能。
完全退火可以提高钢材的塑性和韧性,正火可以获得适中的硬度和强度,淬火可以显著提高钢材的硬度和强度,但降低塑性和韧性,而淬火+低温回火和调质处理则可以在保持一定硬度和强度的前提下提高钢材的塑性和韧性。
针对具体的使用要求,选择合适的热处理工艺能够充分发挥45钢的性能,提高其在工程应用中的使用价值。
个人观点上,45钢在不同的热处理工艺下能够获得不同的性能,这为其在机械制造领域的应用提供了更多的可能性。
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
钢的退火工艺
钢的退火工艺退火是将钢材或各种金属机械零件加热到适当温度,保温一段时间,然后缓慢冷却,可以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
在机械制造行业,退火通常作为工件制造加工过程中的预备热处理工序。
一. 完全退火完全退火是将钢件或各种机械零件加热到临界点Ac3以上的适当温度、在炉内保温缓慢逐渐冷却的工艺方法。
其目的是为了细化组织、降低硬度、改善机械切削加工性能及去除内应力。
完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸钢件、焊接件、轧制件等。
完全退火工艺曲线见图1.1。
3. 工件装炉:一般中、小件均可直接装入退火温度的炉内,亦可低温装炉,随炉升温。
4. 保温时间:保温时间是指从炉子仪表到达规定退火加热温度开始计算至工件在炉内停止加热开始降温时的全部时间。
工件堆装时,主要根据装炉情况估定,一般取2~3h。
5. 工件冷却:保温完成后,一般停电(火),停止加热,关闭炉门逐渐缓冷至500℃即可出炉空冷。
对某些合金元素含量较高、按上述方式冷却后硬度仍然偏高的工件,可采用等温冷却方法,即在650℃附近保温2~4h后再炉冷至500℃。
二. 去应力退火去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度,保温一定时间后逐渐缓慢冷却的工艺方法。
其目的是为了去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力。
1. 去应力退火工艺曲线见图1-3。
2. 不同的工件去应力退火工艺参数见表C。
3. 去应力退火的温度,一般应比最后一次回火温度低20~30℃,以免降低硬度及力学性能。
4. 对薄壁工件、易变形的焊接件,退火温度应低于下限。
5. 低温时效用于工件的半加工之后(如粗加工或第一次精加工之后),一般采用较低的温度。
表C 去应力退火工艺及低温时效工艺钢的淬火一. 目的及应用正火是将钢材或各种金属机械零件加热到临界点Ac3或Accm以上的适当温度,保温一定时间后在空气中冷却,得到珠光体基体组织的热处理工艺。
二. 工艺规范(1)常用钢号的正火加热温度及硬度值。
钢的热处理工艺
工艺参数
加热温度:一般碳钢和低合金钢600-700℃;温度太高,晶粒
粗化,温度太低,再结晶不充分。
保温时间: 1-3h。
冷却速度:随炉冷至500℃,出炉空冷。
1. 退火分类与常用工艺
去应力退火
冷变形后的金属在低于再结晶温度加热,以去除由于形
变加工、锻造、焊接等所引起的应力,但仍保留冷作硬
2.3. 正火工艺
双(多)重正火:对工件进行两次或两次以上的正火。
AC3+(150-200)℃
AC3+(30-50)℃
温度/℃
Ac3
时间
工艺说明
@ 含有粗大组织或魏氏组织的锻件和铸件,如20Mn、
20CrMoV、15Cr等低合金钢铸件。
@ 第一次正火消除组大组织。
然 后 冷 至 A r1- ( 2 0 - 3 0 ) ℃ , 并 在 此 温 度 等 温 较 长 时 间 , 随 后 炉 冷 至
550℃后空冷的工艺。
温度/℃
AC1+(10-30)℃
.
Ac3
Ac1
Ar1-(20-30)℃ 550℃
随炉缓冷
时间
空冷
与普通球化退火相比,退火周期短,球化组织均匀,
适用于大件。
冷却速度:缓冷至500℃以下出
炉空冷, 大件、易畸变件冷至
200-300℃再出炉空冷 。
小结
01
退火得到接近平衡的组织, 是生产中常用的热处理方法,
退火种类繁多, 目的各不相同, 工艺差别较大; 大部分
退火工艺有3个基本特点, 一是加热温度在Ac1以上, 二
是慢冷, 三是得到珠光体型转变产物。
- 2 0 8 H B W , 球 化 级 别 2 - 3 级 。 加 工 路 线 : 备 料 - 锻 造 - 球化退火-车削
钢的退火工艺
钢的退火工艺退火是将钢材或各种金属机械零件加热到适当温度,保温一段时间,然后缓慢冷却,可以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。
在机械制造行业,退火通常作为工件制造加工过程中的预备热处理工序。
一. 完全退火完全退火是将钢件或各种机械零件加热到临界点Ac3以上的适当温度、在炉内保温缓慢逐渐冷却的工艺方法。
其目的是为了细化组织、降低硬度、改善机械切削加工性能及去除内应力。
完全退火适用于中碳钢和中碳合金钢的铸钢件、焊接件、轧制件等。
完全退火工艺曲线见图1.1。
3. 工件装炉:一般中、小件均可直接装入退火温度的炉内,亦可低温装炉,随炉升温。
4. 保温时间:保温时间是指从炉子仪表到达规定退火加热温度开始计算至工件在炉内停止加热开始降温时的全部时间。
工件堆装时,主要根据装炉情况估定,一般取2~3h。
5. 工件冷却:保温完成后,一般停电(火),停止加热,关闭炉门逐渐缓冷至500℃即可出炉空冷。
对某些合金元素含量较高、按上述方式冷却后硬度仍然偏高的工件,可采用等温冷却方法,即在650℃附近保温2~4h后再炉冷至500℃。
二. 去应力退火去应力退火是将工件加热到Ac1以下的适当温度,保温一定时间后逐渐缓慢冷却的工艺方法。
其目的是为了去除由于机械加工、变形加工、铸造、锻造、热处理以及焊接后等产生的残余应力。
1. 去应力退火工艺曲线见图1-3。
2. 不同的工件去应力退火工艺参数见表C。
3. 去应力退火的温度,一般应比最后一次回火温度低20~30℃,以免降低硬度及力学性能。
4. 对薄壁工件、易变形的焊接件,退火温度应低于下限。
5. 低温时效用于工件的半加工之后(如粗加工或第一次精加工之后),一般采用较低的温度。
表 C 去应力退火工艺及低温时效工艺。
钢的常用退火工艺的分类及应用
碳化物球状化,降低 加热至Acl十(20一40)℃或Acl一(20一32)℃,保温后 工模具及轴承钢件,结构钢冷挤压件等 硬度,提高塑性 等温冷却或直接缓慢冷却 加热至Acl一(50一152)℃,保温后空冷 冷变形钢材和钢件
再结晶退火或 消除加工硬化 中间退火 去应力退火 消除内应力
加热至Acl一(100—200)C,保温后空冷或炉冷至200 铸钢件、焊接件及锻轧件 一302℃,再出炉空冷
等温退火
细化组织,降低硬 度,防止产生白点
加热至Ac3十(30—50)℃(亚共析钢)或Acl十(20—42) 中碳合金钢和某些高合金钢的重型铸锻 ℃(共析钢和过共析钢),保持一定时问,随炉冷至稍 件及冲压件等(组织与硬度比完全退火更 低于Arl进行等温转变,然后空气冷却(简称空冷) 为均匀)
球化退火
钢的常用退火工艺的分类及应用
类别 扩散退火 完全退火 不完全退火 主要目的 成2)℃,长时间保温后缓慢冷却 铸钢件及具有成分偏析的锻轧件等 铸、焊件及中碳钢和中碳合金钢锻轧件 等 中、高碳钢和低合金钢锻轧件等(组织细 化程度低于完全退火)
细化组织,降低硬度 加热至Ac3十(30—52)℃,保温后缓慢冷却 细化组织,降低硬度 加热至Acl十(40一62)℃,保温后缓慢冷却
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。
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回火温度为500一680℃,回火后获得索氏体组织。淬火十高温回火称为调质处理,可获得强度.、塑性、韧性都较好的综合力学性能,并可使某些具有二次硬化作用的高合金钢(如高速钢)二次硬化,其缺点是工艺较复杂,在提高塑性、韧性同时,强度、硬度有所降低
广泛地应用于各种较为重要的结构零件,特别是在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴等。不但可作为这些重要零件的最终热处理,而且还常可作为某些精密零件如丝杠等的预先热处理,以减小最终热处理中的变形,并为获得较好的最终性能提供组织基础
意调节冷却速度,在高温区实现快冷,在低温区实现缓冷。可用喷嘴数量、水量实现工件均匀冷却
对于大型复杂工件或重要轴类零件(如汽轮发电机的轴),可使其旋转以实现均匀性冷却
回火、调质、时效与冷处理工艺
类别
工艺过程
特点
应用范围
回火
低温回火
回火温度为l50一250℃
回火后获得回火马氏体组织,但内应力消除不彻底,故应适当延长保温时间
中、高碳钢和低合金钢锻轧件等(组织细化程度低于完全退火)
等温退火
细化组织,降低硬度,防止产生白点
加热至Ac3十(30—50)℃(亚共析钢)或Acl十(20—40)℃(共析钢和过共析钢),保持一定时问,随炉冷至稍低于Arl进行等温转变,然后空气冷却(简称空冷)
中碳合金钢和某些高合金钢的重型铸锻件及冲压件等(组织与硬度比完全退火更为均匀)
铸钢件、焊接件及锻轧件
钢正火工艺的特点及应用范围
工艺特点
应用范围
将工件加热到Ac3或Acm以上40—60℃,保温一定时间,然后以稍大于退火的冷却速度,冷却下来,如空冷、风冷、喷雾等,得到片层间距较小的珠光体组织(有的叫正火索氏体)
1.改善切削性能。含碳量(质量分数)低于0.25%的低碳钢和低合金钢,高温正火后硬度可提高到140—l90HBS,有利于切削加工
2.消除共析钢中的网状碳化物,为球化退火作准备
3.作为中碳钢、合金钢淬火前的预备热处理,以减少淬火缺陷
4.用于淬火返修件消除内应力和细化组织,以防重淬火时产生变形与裂纹
5.对于大型、重型及形状复杂零件或性能要求不高的普通结构零件作为最终热处理,以提高力学性能
淬火的分类及特点
类别
工艺过程
特点
应用范围
单液淬火
1.减小了表里温差,降低了热应力
2.马氏体转变主要是在空气中进行,降低了组织应力,所以工件的变形与开裂倾向小
3.便于热校直
4.比双液淬火容易操作
此法多用于形状复杂、小尺寸的碳钢和合金钢工件,如各种刀具。对于淬透性较低的碳素钢工件,其直径或厚度应小于lomm
等温淬火
工件加热到淬火温度后,浸入一种温度稍高于Ms点的盐浴或碱浴中,保温足够的时间,使其发生下贝氏体转变后在空气中冷却
工件加热到淬火温度后,浸入一种淬火介质中,直到工件冷至室温为止
此法优点是操作简便,缺点是易使工件产生较大内应力,发生变形,甚至开裂
适用于形状简单的工件,对于碳钢工件,直径大于5mm的在水中冷却,直径小于5mm的可以在油中冷却,合金钢工件大都在油中冷却
双液淬火
加热后的工件先放在水中淬火,冷却至接近Ms点(300一200℃)时,从水中取出立即转到油中(或甚至放在空气中)冷却
目的是降低内应力和脆性,而保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性。主要用于各种工具、模具、滚动轴承和渗碳或表面淬火的零件等
中温回火
回火温度为350一450℃左右
回火后获得屈氏体组织,在这一温度范围内回火,必须快冷,以避免第二类回火脆性
目的在于保持一定韧性的条件下提高弹性和屈服强度,故主要用于各种弹簧、锻模、冲击工具及某些要求强度的零件,如刀杆等
3.特别对于有显著的第一类回火脆性的钢,等温淬火优越性更大
4.受等Байду номын сангаас槽冷却速度限制,工件尺寸不能过大
5.球墨铸铁件也常用等温淬火以获得高的综合力学性能,一般合金球铁零件等温淬火有效厚度可达100mm或更高
喷雾淬火
工件加热到淬火温度后,将压缩空气通过喷嘴使冷却水雾化后喷到工件上进行冷却
可通过调节水及空气的流量来任
调质
时效处理
高温时效
加热略低于高温回火的温度,保温后缓冷到300℃以下出炉
时效与回火有类似的作用,这种方法操作简便,效果也很好,但是耗费时间太长
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
利用冷却速度不同的两种介质,先快冷躲过奥氏体最不稳定的温度区间(650一550℃),至接近发生马氏体转变(钢在发生体积变化)时再缓冷,以减小内应力和变形开裂倾向
主要适用于碳钢制成的中型零件和由合金钢制成的大型零件
分级淬火
工件加热到淬火温度,保温后,取出置于温度略高(也可稍低)于Ms点的淬火冷却剂(盐浴或碱浴)中停留一定时问,待表里温度基本一致时,再取出置于空气中冷却
与其他淬火比
1.淬火后得到下贝氏体组织,在相同硬度情况下强度和冲击韧度高
2.一般工件淬火后可以不经回火直接使用,所以也无回火脆性问题,对于要求性能较高的工件,仍需回火
3.下贝氏体质量体积比马氏体小,减小了内应力与变形、开裂
1.由于变形很小,因而很适合于处理—‘些精密的结构零件,如冷冲模、轴承、精密齿轮等2.由于组织结构均匀,内应力很小,显微和超显微裂纹产生的可能性小,因而用于处理各种弹簧,可以大大提高其疲劳抗力
低温时效
将工件加热到100一150℃,保温较长时间(约5—20h)
球化退火
碳化物球状化,降低硬度,提高塑性
加热至Acl十(20一40)℃或Acl一(20一30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却
工模具及轴承钢件,结构钢冷挤压件等
再结晶退火或中间退火
消除加工硬化
加热至Acl一(50一150)℃,保温后空冷
冷变形钢材和钢件
去应力退火
消除内应力
加热至Acl一(100—200)C,保温后空冷或炉冷至200一300℃,再出炉空冷
钢的常用退火工艺的分类及应用
类别
主要目的
工艺特点
应用范围
扩散退火
成分均匀化
加热至Ac3十(150—200)℃,长时间保温后缓慢冷却
铸钢件及具有成分偏析的锻轧件等
完全退火
细化组织,降低硬度
加热至Ac3十(30—50)℃,保温后缓慢冷却
铸、焊件及中碳钢和中碳合金钢锻轧件等
不完全退火
细化组织,降低硬度
加热至Acl十(40一60)℃,保温后缓慢冷却