機(jī)加工常用的熱處理知識(shí)

1、機(jī)加工常用的熱處理知識(shí)摘要:本文簡(jiǎn)單粗略地介紹了機(jī)械加工中常用到的一些基本熱處理知識(shí)，并對(duì)熱處理所要注意的幾個(gè)問(wèn)題作了簡(jiǎn)要解答。關(guān)鍵詞：熱處理奧氏體鐵素體馬氏體退火正火淬火調(diào)質(zhì)從事機(jī)械加工，離不開鋼鐵。我們常說(shuō)的鐵絲，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是含碳0.1%0.2%的熟鐵；生鐵則是指煉鋼用的鐵，含碳量為3%4.26%。特性是硬而脆。鑄造件則是通過(guò)生鐵二次加熱到1200C1300C并加入一定數(shù)量的廢鋼等方法降低溶液中的含碳量（2%3%）澆鑄于砂模中生產(chǎn)的。而鋼則是煉出來(lái)的，要經(jīng)過(guò)反復(fù)加熱、鍛打，也就是氧化脫碳而來(lái)。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了滿足使用要求，經(jīng)常要對(duì)鋼材進(jìn)行熱處理，而熱處理是在不改變鋼材化學(xué)成分的情況下，充分

2、利用鋼鐵奧氏體包晶特性，挖掘鋼材潛在的優(yōu)良性能而產(chǎn)生的一種工藝手段。熱處理工藝考慮的溫度范圍極其有限（主要是奧氏體區(qū)），是利用奧氏體能大量把碳溶于鐵素體特性，快速或用適當(dāng)?shù)睦鋮s速度把碳固定與鐵素體內(nèi)，起到提高強(qiáng)度作用的特性產(chǎn)生的。鐵-碳合金可以溶入三種形式的鐵而形成固溶體：鐵素體固溶體、奧氏體固溶體和在一定條件下鐵-碳合金還可以以石墨狀態(tài)獨(dú)立存在。以上各種固溶體、化合物和石墨都屬于鐵-碳合金的相。先簡(jiǎn)單說(shuō)一下奧氏體和馬氏體。1奧氏體奧氏體形成過(guò)程的規(guī)律：淬火、正火、退火加熱到Ac1或Ac3以上30C50C，組織轉(zhuǎn)變產(chǎn)生。鋼加熱到Ac1以上時(shí)，首先發(fā)生珠光體向奧氏體轉(zhuǎn)變，隨著轉(zhuǎn)變完成開始長(zhǎng)大，殘

3、余滲碳溶入奧氏體。隨著溫度的提高，奧氏體逐步長(zhǎng)入鐵素體，加熱到Ac3以上鐵素體全部消失，奧氏體成分繼續(xù)均勻化。加熱溫度、加熱速度、碳含量、合金元素及原始組織都對(duì)奧氏體形成速度有影響。碳含量高，易長(zhǎng)大，而合金元素大多有阻止長(zhǎng)大傾向，晶粒粗大到一定程度就是過(guò)熱，影響淬火后組織細(xì)化，嚴(yán)重影響綜合性能。過(guò)燒就產(chǎn)生包晶現(xiàn)象，鋼就廢了。2馬氏體它的化學(xué)成分與奧氏體完全相同。它是由高溫奧氏體在一定冷卻速度下產(chǎn)生的。它是體心正方，大部分碳原子（約80%）占間隙位置，提高強(qiáng)度。力學(xué)性能：馬氏體其實(shí)就是過(guò)飽和鐵素體，它的硬度隨碳濃度提高單調(diào)上升，低于0.4%時(shí)，屈服強(qiáng)度隨碳濃度提高而上升，超過(guò)后，不轉(zhuǎn)變特點(diǎn):只有

4、使奧氏體濃度過(guò)冷到某一溫度后才能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。這個(gè)溫度叫馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)，有產(chǎn)生爆發(fā)性”的轉(zhuǎn)變特性。冷至以下某一溫度轉(zhuǎn)變終止，這個(gè)溫度叫做馬氏體轉(zhuǎn)變終止點(diǎn)。熱處理工藝都有一個(gè)共同的特點(diǎn)：都要經(jīng)過(guò)加熱和冷卻兩個(gè)基本過(guò)程。熱處理分為加熱整體熱處理、表面熱處理、化學(xué)熱處理三大類。其中整體熱處理又分為：退火、正火、淬火、調(diào)質(zhì)等。退火及正火常用于毛坯的預(yù)備熱處理，目的是使鋼的成分均勻化細(xì)化晶粒，改善組織，消除加工應(yīng)力，降低硬度，改善切削性能等，為下一步工序作準(zhǔn)備。對(duì)于性能要求不高的鋼件，正火可作為最終熱處理工序。淬火的目的是獲得某種過(guò)飽和固溶體或其它不平衡組織使金屬具有特定的使用性能。配合回火消除淬火

5、時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。使金屬具有特定的強(qiáng)韌性。調(diào)質(zhì)區(qū)別于淬火只是回火溫度不同，一般在480C650C，目的是達(dá)到鋼的綜合機(jī)械性能。表面熱處理的目的是：在調(diào)質(zhì)處理、穩(wěn)定時(shí)效處理后再進(jìn)行表面處理，達(dá)到中心部具有一定強(qiáng)度和韌性、表面耐磨的工藝方法?；瘜W(xué)熱處理的目的是：變形小的條件下具有高耐磨性、抗咬合性及耐腐蝕性和抗大氣腐蝕性能。為了保證經(jīng)濟(jì)的批量生產(chǎn)和產(chǎn)品的經(jīng)久耐用，熱處理工藝的選定必須與材料選擇相結(jié)合，基本原則是：工藝過(guò)程穩(wěn)定可靠，勞動(dòng)條件較好，設(shè)備投資和生產(chǎn)成本較低，能耗較低，環(huán)境無(wú)污染或污染輕微。熱處理應(yīng)該特別注意的三大問(wèn)題。熱處理工件在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫，并由高溫迅速冷卻，會(huì)使工件變形甚至開裂。只

6、要能達(dá)到工藝要求，加熱溫度越低越好，淬火介質(zhì)的冷卻速度越慢越好。熱處理工藝還需要冷加工工藝的嚴(yán)密配合。熱處理加熱過(guò)程金屬的氧化與脫碳是必須嚴(yán)格控制的課題。高溫下02是一種非常活潑的氣體，會(huì)使鋼表面強(qiáng)烈氧化，并伴隨著脫碳。加熱溫度越高，氧化脫碳速度越快。鋼鐵含碳越高，氧化脫碳程度越重。解決方法：淬火件應(yīng)該在鹽浴和氣體保護(hù)中加熱減少氧化脫碳。精密件、表面咼強(qiáng)度件還必須進(jìn)行精加工以消除脫碳層過(guò)熱過(guò)燒的危害調(diào)質(zhì)鋼、工具鋼、高合金鋼等在固相時(shí)奧氏體及固化物在過(guò)熱、過(guò)燒狀況下冷凝下來(lái)產(chǎn)生組織結(jié)構(gòu)粗大，化合物固溶溫差大產(chǎn)生組織疏松，嚴(yán)重影響鋼的韌性和強(qiáng)度，并產(chǎn)生脆性等。解決辦法是通過(guò)軋制鍛造并正火、退火加回火消除。淬火和調(diào)質(zhì)的過(guò)熱過(guò)燒因工藝問(wèn)題是無(wú)法解決的，因此必須在生產(chǎn)過(guò)程中高度關(guān)注，避免發(fā)生。常用淬火介質(zhì)H值(冷卻速度)如下。靜止水為1;中等攪動(dòng)1.11.3?？諝?.02;強(qiáng)吹風(fēng)0.05。礦物應(yīng)力:0.250