熱處理有關(guān)知識培訓(xùn)

二○一○年九月熱處置工廠呂金根熱處置根本知識培訓(xùn).一.熱處置根底知識培訓(xùn)1.熱處置的含義：熱處置就是將金屬資料加熱到一定的溫度，保溫后按一定的方式冷卻下來，得到人們所要求的組織和性能的一種工藝方法2.熱處置的意義：(1)經(jīng)過熱處置，可以充分發(fā)掘資料的潛力，最大限制的節(jié)省原資料。(2)經(jīng)過熱處置，可以降低資料的硬度，提高塑性，改善切削加工性能和壓力加工性能。(3)經(jīng)過熱處置，可以消除鑄、鍛、焊、軋、冷加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。.熱處置原理

鐵碳相圖液態(tài)Y奧氏體AY+AY+Fe3CA+Fe3C+LFe3C+LA+Fe3CP+Fe3CF+PF+Fe3CFF+A1400溫度℃90015007231534含碳量%0.020.77PP+Fe3C+LP+Fe3C2.114.36.67鋼純鐵鑄鐵體心立方面心立方.熱處置原理

冷卻轉(zhuǎn)變曲線TSAA700溫度℃600800P時間,S010M+AB102Mf300-100200500Ms103104105.普通熱處置熱處置方法及運用熱處理類別特點應(yīng)用退火完全退火不完全退火等溫退火去應(yīng)力退火保溫后緩冷（爐冷）1.降低材料的硬度，提高塑性，改善切削加工性能和壓力加工性能。2.可以消除鑄、鍛、焊、軋、冷加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。3.改善材料的組織,提高性能4.作為預(yù)處理。正火保溫后空冷同上淬火保溫后急冷油冷、水冷AQ2511.得到表面高硬度及硬化層2.調(diào)質(zhì)獲得良好的綜合性能回火將淬火后工件重新加熱并保溫1.降低脆性，消除內(nèi)應(yīng)力。2.調(diào)整硬度、塑性和韌性。3.獲得穩(wěn)定組織。時效處理與回火類似，但時間較長同上.外表熱處置熱處置方法及運用熱處理類別特點應(yīng)用火焰淬火回火設(shè)備、方法簡單，淬火效果不穩(wěn)定1.常用于中碳鋼2.批量小的大型零件局部硬化感應(yīng)淬火回火表面硬度比普通淬火高2~3HRC變形小、生產(chǎn)效率高常用于中碳鋼和中碳合金鋼滲碳表面高耐磨和心部強韌性硬化層比較均勻1.常用于低碳鋼和低碳合金鋼2.得到表面高硬度3.適于形狀復(fù)雜的零件表面硬化，如齒輪等氮化軟氮化碳氮共滲處理溫度低，變形小，高的硬度，高的耐蝕性1.常用于中碳合金鋼2.得到表面高硬度3.精密齒輪、曲軸等.圖紙中熱處置要求技術(shù)要求圖紙技術(shù)要求1.退火及正火只注明處置類型而不要求詳細參數(shù)，處置結(jié)果因所選資料有所變化，必要時可以注明基體硬度范圍。調(diào)質(zhì)處置不需求求熱處置參數(shù)，只注明最終硬度〔回火后硬度〕，按KES熱處置代號查得硬度為“外表到1/4R處的硬度〞一欄。淬火回火要求外表硬度范圍應(yīng)控制在5~8個HRC以內(nèi)，詳細可參照Q/STB30.002規(guī)范。感應(yīng)〔火焰〕外表淬火回火要求外表硬度〔回火后硬度〕、淬火區(qū)域、硬化層、心部硬度〔調(diào)質(zhì)預(yù)處置按第2條要求〕。滲碳淬火回火〔滲氮〕要求外表硬度、硬化層、心部硬度〔調(diào)質(zhì)預(yù)處置按第2條要求〕、免滲部位。.二熱處置工藝及規(guī)程1.正火1.1正火工藝是將鋼加熱到臨界點Ac3或Acm以上適當溫度，保溫一定時間，使奧氏體均勻化，然后空冷，得到珠光體基體組織的熱處置工藝。.1.2.正火的目的調(diào)整鋼件的硬度，細化晶粒?？筛纳萍庸ば院拖W(wǎng)狀碳化物，為淬火或球化退火做好組織預(yù)備。.2.退火2.1退火的分類a〕.分散退化 b〕.完全退化c〕.等溫退化d〕.球化退化e〕.去應(yīng)力退化f〕.再結(jié)晶退化.1).分散退化.2.2.完全退火——加熱到Ac3+30~50℃，保溫后爐冷。目的：細化，軟化運用：亞共析鋼的鑄、鍛件，熱軋型材，焊接件2.3.等溫退火——加熱到Ac3〔Ac1〕+20~50℃，保溫后在Ar1以下等溫后爐冷。目的：細化，軟化、省時。.退火.退火2.4.球化退火——加熱到Ac1+20~40℃，保溫后爐冷運用：共析、過共析鋼和合金鋼目的：Fe3C片，網(wǎng)→Fe3C球〔降低硬度；為淬火作組織預(yù)備〕

.退火2.5.分散退火——加熱到Ac3+150~300℃，長時間保溫后慢冷目的：均勻成分運用：鑄鋼件組織：晶粒粗大，分散退火后應(yīng)完全退火或正火以細化組織2.6.去應(yīng)力退火——加熱到Ac1-100~200℃，保溫后爐冷目的：去內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定組織運用：冷加工件，熱加工件.正火與退火正火與退火相比，冷卻速度大，所構(gòu)成的組織的硬度和強度高，從加工性，低碳鋼采用正火提高硬度，高碳鋼采用退火，降低硬度。從經(jīng)濟上思索，正火消費周期短，本錢低，操作方面，故應(yīng)優(yōu)先采用正火。.正(退)火工藝規(guī)程1.掌握零件的正退火工藝并按工藝卡操作執(zhí)行。2.檢查加熱爐及其控制儀表保證其正常任務(wù)。在操作過程中要經(jīng)常察看爐內(nèi)火色與儀表指示的溫度能否一致，假設(shè)有異常情況要及時與儀表工聯(lián)絡(luò)并進展校正。3.對于加熱溫度、時間相近、斷面差較小的零件可以同爐處置。4.裝爐溫度普通為室溫或按工藝規(guī)定的溫度裝爐,假設(shè)重疊裝料，應(yīng)適當延伸保溫時間。.正退火工藝規(guī)程5.零件裝出爐時不得隨意拋擲、強拉，要留意防止零件變形。6.用箱式爐或臺車爐加熱時，在爐門口占爐膛長300～450mm的范圍內(nèi)防止堆放零件。7.正火的冷卻,普通為空冷工件出爐后，應(yīng)散放在枯燥處空冷，不得堆積，不得放到潮濕處。對于含碳量較高的中碳鋼、低合金構(gòu)造鋼可采用密集堆放冷卻,對于低碳鋼和尺寸較大的零件應(yīng)采取吹風(fēng)冷卻；退火普通為隨爐冷卻，冷至500以下，出爐空冷。.常用鋼的正火溫度鋼號正火溫度℃）硬度HB鋼號正火溫度℃）硬度HB20890～920≤15645840～870≤22620Cr870～900≤270SC450W860-900≥13120CrMo880～920----SC540W850-900149-19720CrMnMo880-930-----SCSiMn1H850-900≥16335CrMo850～870≤241SCSiMn2H850-900≥17040CrMn850～880---SCSiMn34H850-900≥201.3.鋼的淬火淬火——加熱、保溫、快冷，提高硬度和耐磨性目的：得到馬氏體組織〔貝氏體〕，提高硬度和耐磨性.一淬火工藝1、淬火加熱溫度亞共析鋼：Ac3+30~50℃淬火組織：細小均勻Ｍ過低——有F，↓HRC過高——氧化脫碳，晶粒粗大，淬火應(yīng)力大過共析鋼：Ac1+30~50℃淬火組織：細小均勻Ｍ+Fe3C粒+Ａ殘過低——得不到M過高——氧化脫碳，晶粒粗大，淬火應(yīng)力大，剩余A量↑，HRC↓.2、淬火冷卻介質(zhì)理想冷卻速度：慢—快—慢冷卻介質(zhì)：純水，鹽水，油，AQ251等碳鋼淬水，合金鋼淬油二、淬火方法1、單液淬火2、雙液淬火〔難控制〕3、分級淬火4、等溫淬火〔B下——變形小，強韌性好〕.三、鋼的淬透性1、淬透性的概念淬透性——鋼淬火時獲得M的才干。〔用規(guī)定條件下淬硬層深度表示〕淬硬層深度：外表到半M組織的間隔淬硬層深，淬透性好淬硬性——鋼淬火時所能到達的最高硬度才干概念區(qū)別：淬透性是鋼本身的固有屬性，取決于Vk或C曲線位置實踐淬硬層深度與工件外形、大小、冷卻介質(zhì)、淬透性有關(guān)淬硬性主要取決于M的含碳量2、淬透性的運用大截面、外形復(fù)雜、受動載荷的零件〔重要齒輪、彈簧〕——淬透性好的鋼受彎曲、改動應(yīng)力及外表耐磨的零件〔軸〕——淬透性中等鋼焊接件——淬透性差的鋼.4.回火回火——淬火后在A1以下加熱、保溫、冷卻目的：消除內(nèi)應(yīng)力，降低脆性穩(wěn)定組織和尺寸獲得所需性能.一、淬火鋼的回火轉(zhuǎn)變1、馬氏體分解〔100~350℃〕M→過飽和α相+ε碳化物組織堅持M特征，內(nèi)應(yīng)力降低，硬度變化不大。2、剩余奧氏體分解〔200~300℃〕A→B下〔同時馬氏體繼續(xù)分解〕內(nèi)應(yīng)力進一步降低，硬度變化不大3、碳化物轉(zhuǎn)變〔250~400℃〕過飽和α相+ε碳化物→針狀F+細Fe3C4、滲碳體長大和α相再結(jié)晶針狀F+細Fe3C→塊狀F+粒狀Fe3C淬火應(yīng)力全部消除，硬度明顯降低。組織轉(zhuǎn)變：200℃300℃400℃M→過飽和α相+ε碳化物→針狀F+細Fe3C→塊狀F+粒狀Fe3C回火M回火T回火S性能變化：隨回火溫度的升高，強度、硬度降低，塑性、韌性提高。同時內(nèi)應(yīng)力降低，到消除。.二、回火種類及運用1、低溫回火〔150~250℃〕組織：回火M——極細ε碳化物+過飽和α相目的：↓內(nèi)應(yīng)力，↓脆性，堅持高硬度和耐磨性58~64HRC適用：工具、量具、模具、滾動軸承、滲碳件、外表淬火件。2、中溫回火〔350~500℃〕組織：回火T——針狀F+極細Fe3C目的：獲得高σb，σe30~50HRC適用：彈簧。3、高溫回火〔500~650℃〕組織：回火S——塊狀F+粒狀Fe3C目的：獲得良好的綜合機械性能25~35HRC適用：軸，齒輪，螺栓等重要構(gòu)造件——中碳鋼回火硬度主要取決于回火溫度和回火時間淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)45鋼調(diào)質(zhì)與正火性能比較：正火——S——Fe3C為片狀調(diào)質(zhì)——回火S——Fe3C為粒狀——綜合機械性能好同一鋼種調(diào)質(zhì)后的硬度與正火相當，但塑性、韌性更好.三、回火脆性回火脆性：在某溫度區(qū)間回火時，αk顯著降低第一類回火脆性：250~350℃每種鋼都有，難以防止——回火溫度禁區(qū)第二類回火脆性：500~600℃①含Cr、Mn、Ni的鋼明顯②可以消除：鋼中加Mo、W；回火后快冷.5.感應(yīng)淬火一、感應(yīng)淬火1、根本原理感應(yīng)圈通入交流電→構(gòu)成渦流〔集膚效應(yīng)〕→表層得A→水冷得M電流頻率越高，集膚效應(yīng)越劇烈，加熱層越薄。2、特點?加熱速度極快，溫度高，時間短；?表層得極細馬氏體，硬度、耐磨性、韌性較好；?表層存在剩余壓應(yīng)力，疲勞強度較高；?工件不易氧化脫碳，變形??；?易實現(xiàn)機械化，自動化；?設(shè)備價貴，維修調(diào)整困難。用鋼——中碳鋼、中碳合金鋼，40，45，40Cr感應(yīng)淬火零件的普通工藝道路：鍛造→正火→機加工→調(diào)質(zhì)→半精加工→感應(yīng)淬火→低溫回火→磨削加工.種類頻率硬化層高頻淬火200～300KHz0.5～1mm超音頻淬火20～30KHz0.5～1mm中頻淬火2.5～8KHz2～5mm.6.滲碳滲碳目的和用鋼汽車傳動齒輪、活塞銷的任務(wù)條件：循環(huán)載荷，沖擊載荷，嚴重磨損性能要求：表層——高的硬度，耐磨性↑↑心部——強而韌滲碳用鋼：0.1~0.25%C碳鋼或合金鋼..滲碳后的組織及熱處置滲層深：0.5~2.5mm工件：表層心部