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鋼的熱處理是指在固態下通過對鋼進行不同的加熱、保溫、冷卻來改變鋼的組織結構,從而獲得所需要性能的一種工藝。鋼的熱處理路線圖,如圖所示:2、鋼的熱處理分類(1)根據工藝方法來分1)整體熱處理(退火、正火、淬火、回 火);2)表面熱處理(火焰加熱表面淬火、感應加熱表面淬火、激光加熱表面淬火等);3)化學熱處理(滲碳、滲氮、滲其它元素等)。(2)根據熱處理在零件加工中的作用分1)預先熱處理(退火、正火):為機械零件切削加工前的一個中間工序,以改善切削加工性能及為后續作組織準備。2)終熱處理(淬火、回火):獲得零件終使用性能的熱處理 。3、過熱度和過冷度加熱和冷卻時相圖上臨界點位置,如圖所示:平衡態相變線:A1、A3、Acm加熱(過熱度): Ac1、Ac3、Accm
冷卻(過冷度): Ar1、Ar3、Arcm
④高級優質鋼應在鋼號后加“A”,以區別于一般優質鋼。⑤專門用途的合金結構鋼,鋼號冠以(或后綴)代表該鋼種用途的符號。例如,鉚螺專用的30CrMnSi鋼,鋼號表示為ML30CrMnSi。6.低合金高強度鋼①鋼號的表示方法,基本上和合金結構鋼相同。②對專業用低合金高強度鋼,應在鋼號后標明。例如16Mn鋼,用于橋梁的專用鋼種為“16Mnq”,汽車大梁的專用鋼種為“16MnL”,壓力容器的專用鋼種為“16MnR”。7.彈簧鋼:彈簧鋼按化學成分可分為碳素彈簧鋼和合金彈簧鋼兩類,其鋼號表示方法,前者基本上與優質碳素結構鋼相同,后者基本上與合金結構鋼相同。8.滾動軸承鋼①鋼號冠以字母“G”,表示滾動軸承鋼類。②高碳鉻軸承鋼鋼號的碳含量不標出,鉻含量以千分之幾表示。例如GCr15。滲碳軸承鋼的鋼號表示方法,基本上和合金結構鋼相同。9.合金工具鋼和高速工具鋼①合金工具鋼鋼號的平均碳含量≥1.0%時,不標出碳含量;當平均碳含量<1.0%時,以千分之幾表示。例如Cr12、CrWMn、9SiCr、3Cr2W8V。②鋼中合金元素含量的表示方法,基本上與合金結構鋼相同。但對鉻含量較低的合金工具鋼鋼號,其鉻含量以千分之幾表示,并在表示含量的數字前加“0”,以便把它和一般元素含量按百分之幾表示的方法區別開來。例如Cr06。③高速工具鋼的鋼號一般不標出碳含量,只標出各種合金元素平均含量的百分之幾。例如鎢系高速鋼的鋼號表示為“W18Cr4V”。鋼號冠以字母“C”者,表示其碳含量高于未冠“C”的通用鋼號。
4、均勻化退火(擴散退火)將鑄件加熱到略低于1100-1200℃的固相線溫度(一般低于100 ℃)長時間保溫,然后緩冷的熱處理工藝。主要用于某些具有化學成分偏析的鑄鋼件及鑄錠。加熱溫度Ac3+(150~200) ℃5、去應力退火(無相變退火)將工件加熱到Ac1以下(100~200)℃保溫后隨爐冷卻到160℃以下出爐空冷。主要用于內應力,穩定尺寸,防止變形與開裂。加熱溫度通常為500℃~650℃。 [3](二)、正火正火是將鋼加熱到Ac3(或Accm)以上(30~50)℃,保溫適當的時間后,在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝,正火組織為平衡狀態下的珠光體+鐵素體(當含碳量在wc0.25%~0.60% 時);正火與退火的主要區別:1)冷卻速度不同;2)正火后的組織比較細,比退火強度、硬度有所提高,而且生產周期短,操作簡單;過共析鋼正火后可網狀碳化物;低碳鋼正火后可顯著改善切削加工性能;
奧氏體的形成奧氏體化——若溫度高于相變溫度鋼,在加熱和保溫階段,將發生室溫下的組織向A的轉變,稱為奧氏體化。
奧氏體形成的四個步驟:1)奧氏體晶核的形成; A晶核通常在珠光體中F和Fe3C相界處產生;2)奧氏體晶核長大;(3)殘余滲碳體的溶解;(4)奧氏體的均勻化共析鋼——加熱到Ac1點相變溫度;亞共析鋼——加熱到Ac3點相變溫度以上;過共析鋼——理論上應加熱到Accm以上,但實際上低于Accm。因為加熱到Accm以上,滲碳體會全部溶解,奧氏體晶粒也會迅速長大,組織粗化,脆性增加。加熱和冷卻時相圖上臨界點位置,如圖所示:
奧氏體晶粒度和奧氏體晶粒長大及其影響因素1、奧氏體晶粒度1)起始晶粒度——室溫下各種原始組織剛剛轉變為奧氏體時的晶粒度。
2)實際晶粒度——鋼在具體的熱處理或加熱條件下實際獲得的奧氏體晶粒度的大小。分為10級,1級粗(鍛造常溫調質晶粒度一般要求5-8級,鍛造余熱調質晶粒度一般要求大于等于2級)。3)本質晶粒度——表示奧氏體晶粒長大的傾向性。不表示晶粒的大小。本質粗晶粒鋼:奧氏體晶粒度隨著加熱溫度的升高不斷地迅速長大。 (如圖6-3) 圖6-3本質細晶粒鋼:奧氏體晶粒度只有加熱到較高溫度才顯著長大。2、奧氏體晶粒長大及影響因素
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