简述常用的热处理的方法及时效处理

1简述常用的热处理的方法及时效处理。

答：常用热处理方法：退火,正火,淬火,回火,渗碳,渗氮,碳氮共渗,渗硼。时效处理有人工时效处理，自然时效处理。

退火，将工件加热至Ac3以上30~50度，保温一定时间后，随炉缓慢冷却至500度一下在空间中冷却。

正火，将钢件加热至Ac3或Acm以上，保温后从炉中取出在空气中冷却的一种操作。

淬火，将钢件加热至Ac3或Ac1以上，保温后在水或油等冷却液中快速冷却，已获得不稳定的组织。

回火，将淬火后的钢重新加热到Ac1以下的温度，保温后冷却至室温的热处理工艺。

调质热处理是金属热处理的一种，采用的是淬火加高温回火，已获得回火索氏体组织，在具有强度硬度的同时有比较好的塑性以及韧性。

自然时效处理，将工件放置在室温或自然条件下长时间存放而发生的时效现象，称为自然时效处理。

人工时效处理，采用将工件加热到较高温度，并较短时间进行时效处理的时效处理工艺，叫人工时效处理。

如：人工时效处理：720 ℃保温8 h 后经50 ℃/ h 冷却到620 ℃保温8h，空冷。

2简述钢回火的目的

答：回火又称配火。将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度，保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度，保温若干时间，然后缓慢或快速冷却。目的：一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力，或降低其硬度和强度，以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高，硬度和强度降低，延性或韧性逐渐增高。

3简述钢的表面淬火的作用及分类。

答：有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。

根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。

4简述感应热处理技术的工作原理及特点。简述超音频感应淬火的工作频率及频率和淬硬层厚度的关系。

答：基本原理将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流──涡流。感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层

电流密度很高，向内逐渐减小, 这种现象称为集肤效应。工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。

特点：

（1.热源在工件表层，加热速度快，热效率高

（2.工件因不是整体加热，变形小

（3.工件加热时间短，表面氧化脱碳量少

（4.工件表面硬度高，缺口敏感性小，冲击韧性、疲劳强度以及耐磨性等均有很大提高。有利于发挥材料地潜力，节约材料消耗，提高零件使用寿命

（5.设备紧凑，使用方便，劳动条件好

（6.便于机械化和自动化

（7.不仅用在表面淬火还可用在穿透加热与化学热处理等。

根据交变电流的频率高低，可将感应加热热处理分为超高频、高频、超音频、中频、工频5类。

①超高频感应加热热处理所用的电流频率高达27兆赫，加热层极薄，仅约0.15毫米，可用于圆盘锯等形状复杂工件的薄层表面淬火。

②高频感应加热热处理所用的电流频率通常为200～300千赫,加热层深度为

0.5～2毫米,可用于齿轮、汽缸套、凸轮、轴等零件的表面淬火。

③超音频感应加热热处理所用的电流频率一般为20～30千赫，用超音频感应电流对小模数齿轮加热，加热层大致沿齿廓分布，粹火后使用性能较好。

④中频感应加热热处理所用的电流频率一般为2.5～10千赫,加热层深度为2～8毫米，多用于大模数齿轮、直径较大的轴类和冷轧辊等工件的表面淬火。

⑤工频感应加热热处理所用的电流频率为50～60赫，加热层深度为10～15毫米，可用于大型工件的表面淬火。

火焰淬火是一种用乙炔一氧火焰(最高温度达3100℃)或煤气一氧火焰(最高温度达2000℃)将工件表面快速加热，随后喷液（水或有机冷却液）冷却的一种表面淬火方法。一般常用乙炔-氧火焰表面淬火。

优点：

(1)设备简单、投资少、成本低。

(2)适用于单例：或小批生产，也适用于大型工件的局部淬火要求，如大齿轮、轧辊、大型壳体(马达壳体)、导轨等。

(3)不易产生表面氧化与脱碳。

(4)不受现场环境与工件大小的限制，适用性广，操作简便。

缺点：

(1)不易稳定地控制质量。

(2)大部分是手工操作和凭肉眼观察来掌握温度。表面容易烧化、过热与淬裂，很难达到均匀的淬火层与高的表面硬度。

(3) 实现机械化流水生产较为困难。

（4）火焰加热的均匀性很难保证，因此很容易在对中高碳和合金钢的表淬时发生开裂

火焰淬火设备比较简单，淬硬层较深，可调范围广（一般在2～8毫米之间），适用于单件小批生产或现场淬火。对于运输拆卸不便的重大零件和不适于采用其

他表面淬火的零件，如大型齿轮、大型工作平面，一些凸轮、曲轴、机床导轨和链轮等，火焰淬火具有广泛的适应性和机动性。

电接触表面淬火，是将电压为2～5伏、功率为1～3千瓦的单相电源的一极接在零件上，另一极接在铜滚轮淬火头上。当铜滚轮与零件接触时，会产生很大电流。由于接触电阻较大，因而产生高热，使接触表面迅速加热到淬火温度，随后靠自身冷却而获得硬化层。这种方法常用于提高机床导轨的耐磨性，改善抗擦伤能力。

电接触表面淬火的主要设备是淬火机，它主要由变压器、电动机、减速机构与铜滚轮淬火头等部分组成。其中变压器的容量为1～3千伏安，具有多组抽头，以调整工作电流。

淬火机可用一个铜滚轮淬火头与导轨构成一组电极，也可用双轮或多轮结构以提高工作效率。铜滚轮淬火头用紫铜制作，花纹可为“S”形、锯齿形等，必要时可在轮轴中通水冷却，以延长淬火头的使用寿命。为了去除熔结构和氧化物，可用细砂轮或油石磨光。

电接触加热表面淬火工艺

工艺原理：变压器二次线圈供给低电压大电流，在电极（铜滚轮或碳棒）与工件表面拉触处产生局部电阻加热，当电流足够大时产生热能，使此部分工件表面温度达到临界点以上，然后靠工件的自行冷却实现淬火工艺参数：滚轮直径为50~60mm，轮周花纹宽度0.8~1mm

滚轮移动速度：2~3m/min，电流400~600A

二次侧开路电压小于5V（负载电压约0.5~0.6V）

加在铜轮上的压力为40~60N层深和组织：淬硬层深0.2~0.25mm

金相组织：隐针马氏体+少量莱氏体+残余奥氏体

表面氧化皮和熔融突起用油石打光。

金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。

根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。

对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

A、布氏硬度（HB）

用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。

B、洛氏硬度（HRC）

洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。

洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于