钢的常用退火工艺的分类及应用
槽钢退火处理工艺
槽钢退火处理工艺
槽钢是一种常见的建筑结构钢材,具有广泛的应用领域。
在槽钢的生产过程中,退火处理是一种常用的热处理工艺,可以改善槽钢的物理性能,提高其强度和韧性。
槽钢的退火处理工艺一般分为两种:全退火和局部退火。
全退火是将槽钢加热至高温区,然后缓慢冷却,使其组织均匀化,消除应力和组织不良,提高其塑性和韧性;局部退火是只对槽钢的某些部位进行加热处理,以改善其局部性能。
在槽钢的退火处理过程中,温度和时间是关键参数。
一般来说,全退火的温度为800-900℃,持续时间为1-2小时;局部退火的温度和时间则要根据具体部位和需要来确定。
同时,对于不同材质的槽钢,其退火处理的参数也会有所不同。
退火处理能够显著提高槽钢的物理性能,但也会对其表面造成一定影响,因此在退火处理后需要进行表面处理,例如磨光或抛光等。
此外,退火处理还需要遵循相关的安全规范和操作规程,以确保工作安全。
总之,槽钢退火处理是一种常用的热处理工艺,可以显著提高其物理性能,但需要注意相关的温度和时间参数,以及表面处理和安全规范。
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退火的种类,各自的目的和应用范围
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钢的四把火及应用
退火:将钢加热到一定温度后炉冷处理正火:将钢加热到一定温度后空冷处理淬火:将钢加热到一定温度后水冷或油冷处理回火:将淬火过的钢重新加热到一个温度冷却1. 钢的退火钢的退火是把钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得接近平衡组的热处理工艺。
退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。
退火的目的在于:①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。
②软化工件以便进行切削加工。
③细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。
④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备。
常用的退火工艺有:①完全退火。
用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。
将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。
②球化退火。
用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。
将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。
③等温退火。
用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行切削加工。
一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低。
④再结晶退火。
用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。
加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150℃,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。
⑤石墨化退火。
用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。
工艺操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷却,使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥扩散退火。
用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能。
方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。
铸钢件常见热处理工艺
按加热和冷却条件不同,铸钢件的主要热处理方式有:退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。
1.退火:退火是将铸钢件加热到Ac3以上20~30℃,保温一定时间,冷却的热处理工艺。
退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析,以改善铸钢力学性能。
碳钢退火后的组织:亚共析铸钢为铁素体和珠光体,共析铸钢为珠光体,过共析铸钢为珠光体和碳化物。
适用于所有牌号的铸钢件。
2.正火:正火是将铸钢件加热到Ac3温度以上30~50℃保温,使之完全奥氏体化,然后在静止空气中冷却的热处理工艺。
正火的目的是细化钢的组织,使其具有所需的力学性能,也是作为以后热处理的预备处理。
正火与退火工艺的区别有两个:其一是正火加热温度要偏高些;其二是正火冷却较快些。
经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢,其珠光体组织较细。
一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。
正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物,以利于球化退火;可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理,以细化晶粒和均匀组织,从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。
3.淬火:淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac。
或Ac•以上),保持一定时间后以适当方式冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。
铸钢件淬火后应及时进行回火处理,以消除淬火应力及获得所需综合力学性能铸钢件淬火工艺的主要参数:(1)淬火温度:淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。
原则上,亚共析铸钢淬火温度为Ac。
以上20~30℃,常称之为完全淬火。
共析及过共析铸钢在Ac。
以上30~50℃淬火,即所谓亚临界淬火或两相区淬火。
这种淬火也可用于亚共析钢,所获得的组织较一般淬火的细,适用于低合金铸钢件韧化处理。
(2)淬火介质:淬火的目的是得到完全的马氏体组织。
为此,铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。
40cr退火热处理工艺
40cr退火热处理工艺40Cr钢是一种常用的合金结构钢,具有高强度、高硬度和良好的耐磨性能。
在生产、制造和加工过程中,需要进行适当的热处理,以提高其性能和使用寿命。
本文将介绍40Cr钢的退火热处理工艺,包括退火温度、时间、冷却速度、炉温控制等方面的内容。
一、40Cr钢的退火工艺退火是指将钢材加热到一定温度,保持一定时间后,缓慢冷却的过程。
40Cr钢的退火工艺包括以下几个方面:1.退火温度:40Cr钢的退火温度一般为800℃-850℃。
在这个温度范围内,40Cr钢的组织会发生晶粒长大、碳化物溶解和碳元素扩散等变化,从而消除钢材内部的应力和缺陷,减少硬度和脆性,提高韧性和塑性。
2.保温时间:40Cr钢的保温时间根据钢材的厚度、形状和规格不同而有所不同,一般为1-4小时。
保温时间过短会导致组织没有充分变化,保温时间过长则会使钢材粗晶化、过软化。
因此,在实际生产中需要根据具体情况进行控制。
3.冷却速度:40Cr钢的冷却速度也很重要,一般采用自然冷却或慢冷却的方式。
过快的冷却速度会导致钢材内部产生残余应力和位错,影响钢材的性能和质量。
4.炉温控制:40Cr钢的炉温控制也非常关键,需要保证炉温均匀、稳定,避免温度过高或过低造成钢材变形或组织不均匀等问题。
二、40Cr钢的应用40Cr钢主要用于制造高强度螺栓、轴承、齿轮、传动轴等机械零部件。
在汽车、航空、航天、军工等领域有广泛应用。
三、40Cr钢的优点和缺点1.优点:40Cr钢具有高强度、高硬度、良好的耐磨性和耐蚀性,适用于制造高负荷、高速度、高精度的机械零部件。
2.缺点:40Cr钢的焊接性较差,容易产生裂纹和变形;在高温下容易软化和变形,需要注意热处理和使用条件。
四、40Cr钢的质量要求40Cr钢的质量要求包括化学成分、力学性能、金相组织、硬度、抗拉强度、屈服强度、冲击韧性等方面。
在生产、制造和加工过程中需要严格控制这些要求,以保证40Cr钢的质量和性能。
五、总结40Cr钢是一种优质的合金结构钢,在机械制造、军工、航空、航天等领域有广泛应用。
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。
45钢的热处理方法
45钢的热处理方法45钢是一种常用的工程结构钢,其热处理方法对于提高钢材的力学性能和使用寿命非常重要。
本文将介绍45钢的热处理方法,包括退火、正火、淬火和回火等工艺,以及其对钢材性能的影响。
1. 退火:退火是通过加热和缓慢冷却的方式,使钢材达到均匀的组织和较低的硬度。
对于45钢来说,一般采用全退火或球化退火工艺。
全退火是将钢材加热至800-860℃,保持一定时间后,缓慢冷却至室温。
球化退火是在全退火的基础上,再加热至740-760℃,保持一定时间后,缓慢冷却。
退火处理可以消除残余应力,改善钢材的可加工性和塑性,提高韧性。
2. 正火:正火是通过加热和适当冷却的方式,使钢材获得较高的硬度和一定的韧性。
对于45钢来说,正火温度一般为850-880℃,冷却介质可以是油或水。
正火处理可以提高钢材的硬度和强度,但韧性相对较低。
3. 淬火:淬火是通过迅速冷却的方式,使钢材获得高硬度和高强度的同时,保持一定的韧性。
对于45钢来说,淬火温度一般为820-850℃,冷却介质可以是水、油或聚合物溶液。
淬火处理可以提高钢材的硬度、强度和耐磨性,但也会增加脆性和应力,需要进行适当的回火处理。
4. 回火:回火是通过加热和适当冷却的方式,使钢材在淬火后获得一定的韧性和较低的硬度。
对于45钢来说,回火温度一般为150-350℃,冷却介质可以是空气或油。
回火处理可以消除淬火过程中产生的内部应力,改善钢材的韧性和可加工性。
总结:45钢的热处理方法包括退火、正火、淬火和回火等工艺。
退火处理可以消除残余应力,改善钢材的可加工性和塑性,提高韧性;正火处理可以提高钢材的硬度和强度;淬火处理可以提高钢材的硬度、强度和耐磨性,但也会增加脆性和应力,需要进行适当的回火处理;回火处理可以消除淬火过程中产生的内部应力,改善钢材的韧性和可加工性。
不同的热处理方法可以根据具体的应用要求选择,以达到最佳的钢材性能。
45钢热处理工艺过程
45钢热处理工艺过程钢材热处理是钢材制造过程中非常重要的一部分,通过加热和冷却的控制,可以改变钢材的组织结构和性能。
常见的热处理工艺过程包括退火、正火、淬火以及回火等。
本文将详细介绍这些常见的钢材热处理工艺过程及其相关参考内容。
1. 退火:退火是最常用的热处理工艺之一,旨在通过控制加热和冷却的速率,使钢材达到柔软易加工的状态。
退火工艺一般分为全退火和局部退火两种。
全退火的参考条件包括加热温度、保温时间和冷却速率等。
加热温度一般根据钢材的成分和应用要求而定,保温时间一般为1~2小时,冷却速率一般为自然冷却。
局部退火的参考条件除了以上因素外,还需要注意局部加热的位置和尺寸等。
2. 正火:正火是一种常见的淬火回火组合热处理工艺,旨在通过控制加热和冷却的速率,使钢材获得一定的硬度和强度。
正火的参考条件包括加热温度、保温时间和冷却速率等。
加热温度一般根据钢材的成分和应用要求而定,保温时间一般为1小时,冷却速率一般为水冷。
正火后还需要进行回火处理,回火的温度和时间根据要求选择,一般回火温度范围在200~700℃之间。
3. 淬火:淬火是一种通过快速冷却来改善钢材硬度和强度的热处理工艺。
淬火的参考条件包括加热温度、保温时间和冷却介质等。
加热温度一般选择在临界温度以上,保温时间一般为15~30分钟,冷却介质可以选择油、水或气体等。
不同的冷却介质会对钢材的硬化程度产生影响,需要根据具体要求来选择。
4. 回火:回火是一种通过加热来减轻淬火过程中产生的内部应力和增加材料的韧性和可塑性的热处理工艺。
回火的参考条件包括回火温度和回火时间等。
回火温度一般根据要求选择,一般范围在200~700℃之间,回火时间一般为1~2小时。
回火过程中还需要注意冷却速率,过快的冷却会影响回火效果。
需要注意的是,以上参考内容仅供参考,具体的热处理工艺参数需要根据具体的钢材成分和应用要求来选择。
另外,在进行热处理过程中需要注意安全措施,确保操作人员的安全。
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。
(工艺技术)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。
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。
常用钢材退火温度
常用钢材退火温度钢材的退火是指将经过冷加工或热加工后的钢材加热至一定温度,然后经过一定时间的保温,再缓慢冷却的过程。
通过退火处理,可以改变钢材的组织结构、消除应力和硬度,提高钢材的可加工性和力学性能。
下面将介绍一些常用钢材的退火温度及其应用。
1.碳素钢的退火温度一般在650℃至700℃之间。
碳素钢是以碳为主要合金元素的钢材,其具有良好的可塑性和可焊性。
碳素钢的退火温度取决于碳含量和所需的性能要求。
低碳钢退火温度较低,通常在650℃左右;而高碳钢退火温度较高,在700℃左右。
碳素钢的退火可以改善其可加工性和硬度,常用于制造机械零件、工具和机构等。
2.不锈钢的退火温度一般在800℃至950℃之间。
不锈钢是一种具有耐腐蚀性能的合金钢,主要合金元素为铬。
不锈钢的退火温度取决于不锈钢的成分和所需的性能要求。
一般情况下,奥氏体不锈钢的退火温度较高,约在900℃至950℃之间;而铁素体不锈钢的退火温度较低,约在800℃至850℃之间。
不锈钢的退火可以消除应力和提高其耐腐蚀性能,常用于制造化工设备、医疗器械和厨具等。
3.合金钢的退火温度一般在750℃至850℃之间。
合金钢是在普通钢中加入一定量的合金元素,如铬、镍、钼等,以提高钢材的力学性能和耐热性能。
合金钢的退火温度取决于合金元素的种类和含量。
常见的工具钢、轴承钢和弹簧钢等合金钢的退火温度一般在750℃至850℃之间。
合金钢的退火可以改善其可加工性和机械性能,常用于制造工具、轴承和弹簧等。
4.铸造钢的退火温度一般在700℃至850℃之间。
铸造钢是通过铸造工艺制造的钢材,其组织较粗大,内部存在应力和缺陷。
铸造钢的退火温度取决于铸造钢的成分和所需的性能要求。
一般情况下,铸造钢的退火温度较高,约在800℃至850℃之间。
铸造钢的退火可以消除应力和改善其组织结构,常用于制造机械零件、铸件和工程结构等。
总结起来,常用钢材的退火温度是根据钢材的成分、性能要求和加工工艺等因素综合考虑而确定的。
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。
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
什么是退火、正火、淬火及回火
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。
40Cr的退火淬火工艺
40Cr的退火淬火工艺40Cr是一种常用的合金结构钢,具有良好的机械性能和耐磨性,广泛应用于机械制造、汽车制造、船舶制造等领域。
然而在加工过程中,合金成分和组织状态可能发生变化,影响钢材的性能。
为了改善40Cr钢的性能,常采用退火和淬火工艺对钢材进行处理。
退火是一种通过加热和冷却的工艺,可以消除材料内部的应力和组织缺陷,提高材料的塑性和韧性。
40Cr钢的退火工艺一般包括加热、保温和冷却三个阶段。
首先是加热阶段,将40Cr钢件加热到一定温度区间。
加热温度通常取决于所需的组织状态和性能要求。
对于40Cr钢来说,一般的加热温度范围为820-860。
高于这个温度范围会使钢材的晶粒长大,导致硬度降低;低于这个温度范围则会影响晶粒的完全长大,进而影响材料的性能。
接下来是保温阶段,将40Cr钢件在加热温度保持一定时间。
保温时间通常是按照钢材的厚度和尺寸来确定的,保证材料内部温度均匀性,使钢材内部的晶体重新排列、成长和消除组织缺陷。
最后是冷却阶段,将40Cr钢件从保温温度迅速冷却至室温。
冷却速率在退火过程中非常重要,对材料的组织和性能有很大影响。
常用的冷却方法有风冷、有氧冷却和水冷等。
其中,水冷是一种常用的快速冷却方法,能够使晶体成核、长大速度加快,形成细小的晶粒,提高材料的强度和硬度。
淬火是将40Cr钢件加热到临界温度,然后迅速冷却,使钢件的组织发生相变,从而获得高硬度和高强度的工艺。
40Cr钢的淬火温度通常在850-880,持温时间约为30-45分钟,然后通过水冷等快速冷却方法迅速冷却到室温。
淬火过程中,钢件的内部组织发生马氏体相变,形成马氏体组织,具有高强度和硬度。
但同时也会产生较高的应力,为了缓解应力,常规需要进行回火处理。
回火是一种通过加热和冷却来减轻淬火应力和提高合金的韧性和耐腐蚀性。
回火温度和回火时间通常根据钢材的要求来确定,在400-650范围内进行,回火时间约为1-2小时。
回火后钢材的硬度和强度会降低,但其耐磨性、冲击韧性和可靠性会得到显著提高。
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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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
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
缺点:处理复杂零件比渗碳困难
碳合金结构钢,也可用高碳工具钢和低合金工具钢,以及铸铁一般零件淬透层深度为半径的l/10左右时,可得到强度、耐疲劳性和韧性的最好配合。对于小直径(10一20mm)的零件,建议用较深的淬透层深度,即可达半径的l/5;对于截面较大的零件可取较浅的淬透层深度,即小于半径l/10以下
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
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
高温回火
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
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
淬火的种类和特点
类别
工艺过程
特点
应用范围
感应加热表面淬火
将工件放人感应器中,使工件表
层产生感应电流,在极短的时间内加热到淬火温度后,立即喷水冷却,使工件表层淬火,从而获得非常细小的针状马氏体组织
根据电流频率不同,感应加热表
面淬火,可以分为:
1.高频淬火:100一1000kHz
2.中频淬火:1—10kHz
火焰表面淬火
用乙炔一氧或煤气一氧的混合气体燃烧的火焰,喷射到零件表面上,快速加热,当达到淬火温度后,立即喷水或用乳化液进行冷却
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
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源自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
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
3.特别对于有显着的第一类回火脆性的钢,等温淬火优越性更大
4.受等温槽冷却速度限制,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
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0.15一O.35mm
4.工件淬硬层金相组织,硬度不均匀
适用于机床铸铁导轨表面淬火与维修,气缸套、曲轴、工具等也可应用
3.工频淬火:50Hz
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
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
脉冲淬火
用脉冲能量加热可使工件表面以极快速度(1/1000s)加热到临界点以上,然后冷却淬火
1.由于加热冷却迅速,工件组织极细,晶粒极小
2.淬火后不需回火
3.淬火层硬度高(950一1250HV)
4.工件无淬火变形,无氧化膜
适于导热率高的钢种,高合金钢难于进行这种淬火。用于小型零件、金属团削工具、照像机、钟表等机器易磨损件
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
将淬火后的工件,在零度以下的低温介质中继续冷却到零下80℃待工件截面冷到温度均匀一致后,取出空冷
可使残余奥氏体全部或大部分转变为马氏体。因此,不仅提高了工件硬度、抗拉强度,还可以稳定工件尺寸
主要适用于合金钢制成的精密刀具、量具和精密零件,如量块、量规、饺刀、样板、高精度的丝杠、齿轮等。还可以使磁钢更好地保持磁性
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)
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
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
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
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
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0.35%一0.5%之间的碳素钢最适宜