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    干货!一文带(dài)你了(le)解正火(huǒ)、退火、淬火、回火

    发(fā)布时(shí)间: 2019-10-15 来源:洛(luò)阳顺(shùn)祥机械有限公司 点击:1764

    干货!一文带你了解(jiě)正火、退火(huǒ)、淬火、回(huí)火

    退火与回火的区(qū)别在于:(简单地说,退火(huǒ)就是(shì)不要硬度,回火还(hái)保留(liú)一定硬度)。

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    回火:

      高温回火所得组织(zhī)为回火索(suǒ)氏体(tǐ)。回火一(yī)般不单(dān)独使用,在零件淬火处理后进行回火,主要目的是消除淬火应力,得(dé)到要求(qiú)的组(zǔ)织(zhī),回火根据回火温度(dù)的不(bú)同分为低(dī)温、中温和高温回火。分别得到回火马(mǎ)氏(shì)体、屈氏体和(hé)索氏体。

      其中淬火(huǒ)后进(jìn)行高温回火(huǒ)相(xiàng)结合的热处(chù)理称为调质处理,其(qí)目的是获得强(qiáng)度(dù),硬度和塑性(xìng),韧性都(dōu)较(jiào)好(hǎo)的综合机械性能。因此,广泛用(yòng)于汽(qì)车,拖(tuō)拉机,机(jī)床等的(de)重(chóng)要结构零件(jiàn),如连杆,螺栓,齿轮及轴(zhóu)类。回火后硬度一般为(wéi)HB200-330。

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    退火:

      退火过程中(zhōng)发生得(dé)是珠光体转变,退火的主要目的是使金(jīn)属内部组(zǔ)织(zhī)达到或接近平(píng)衡状态(tài),为后续(xù)加工和***终(zhōng)热处(chù)理做(zuò)准备。去应力退(tuì)火(huǒ)是为(wéi)了消(xiāo)除由于塑性形(xíng)变加工(gōng)、焊接等而造(zào)成的(de)以(yǐ)及铸件(jiàn)内(nèi)存在的残余(yú)应力而进行(háng)的退火工(gōng)艺。锻造、铸(zhù)造、焊接以及切(qiē)削加工后的工件内部存在内应力,如(rú)不(bú)及时消除,将使工件在加工和使用(yòng)过程中发(fā)生变形,影响工件精度。采用去应力退火消除加工过(guò)程中产生的内应力十分重要。去(qù)应力退火的加热温度低于相变温度,因此,在整个热处理过程中不发生组织转变。

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    内(nèi)应力主(zhǔ)要是通过工件(jiàn)在保温和缓冷过(guò)程中自然消除的。为了使工件内应力消除(chú)得更彻底,在加热时应控制加热温度。一般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加热(rè)速度加热(rè)到规定温度。焊接件得加(jiā)热温度应略高于600℃。保温时(shí)间视情况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的保温时间取上限,冷(lěng)却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷。时效处理可分(fèn)为自然时效和人工时效(xiào)两种自(zì)然时效是将铸件置于(yú)露天(tiān)场地半年以(yǐ)上,便其缓缓地发生(shēng),从而使残(cán)余应力消(xiāo)除或减少,人工时效是将铸件加热到550~650℃进行去应力退火,它比自然时效节省(shěng)时间,残(cán)余应力去(qù)除(chú)较为彻底。

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    什么(me)叫(jiào)回火(huǒ)?

      回火是将淬火(huǒ)后的金属成材或(huò)零(líng)件加热到某一温度,保温一定时间后(hòu),以一(yī)定方式冷却的热处(chù)理工(gōng)艺,回火是淬火(huǒ)后紧(jǐn)接着进(jìn)行(háng)的一种操作,通常也是工件进行(háng)热处理(lǐ)的***后(hòu)一道工序,因(yīn)而把淬火和回火的联合工(gōng)艺称为***终热处理。淬火与回火(huǒ)的主要目的是:

      1)减少内应力和降(jiàng)低脆性,淬火件存(cún)在着很大的应力和脆(cuì)性,如没有及时(shí)回火往(wǎng)往会产生变形(xíng)甚至开裂。

      2)调整工(gōng)件的机械(xiè)性能,工件淬火(huǒ)后,硬度高(gāo),脆性大,为了满足各种工(gōng)件不同的(de)性能要求,可(kě)以通过回火来调整,硬(yìng)度,强(qiáng)度,塑性和韧性。

      3)稳定(dìng)工(gōng)件尺寸。通过回火可使金相(xiàng)组(zǔ)织趋于稳定,以保证在以(yǐ)后的使用过程中不再发生变形。

      4)改善(shàn)某些合金(jīn)钢的(de)切削性能。

      在生(shēng)产中(zhōng),常根据对(duì)工(gōng)件性能的要求(qiú)。按(àn)加热温度的不同,把回火分为低温回(huí)火,中温回火,和高温回火。淬火和随后的高温回火相(xiàng)结合的热处理工艺称为调质(zhì),即在具有(yǒu)高度强度(dù)的(de)同时,又有好的塑性韧性。主要用(yòng)于处理(lǐ)随较大载荷的机器结构零件,如(rú)机床主轴,汽(qì)车后桥半轴,强力齿轮等。

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    什么叫(jiào)淬火(huǒ)?

      淬火是(shì)把金属成(chéng)材或零件加热(rè)到(dào)相变温度以上,保温后,以大于临界冷却速度的急剧冷却,以(yǐ)获得(dé)马氏体组(zǔ)织的热处理工艺。淬火(huǒ)是为了得到马氏体(tǐ)组织(zhī),再经(jīng)回火后,使(shǐ)工(gōng)件获得良好的使用(yòng)性能(néng),以充分(fèn)发挥材料的潜力。其主要目的是:

      1)提高金属(shǔ)成材或零件的机械性能。例(lì)如:提高工(gōng)具、轴承等的(de)硬度和耐磨性,提高弹簧的弹(dàn)性极限(xiàn),提高轴类零件的综(zōng)合机械性能等(děng)。

      2)改善(shàn)某些特殊钢的(de)材(cái)料性能或化学性能。如(rú)提高不锈钢的耐蚀性,增加(jiā)磁钢的永(yǒng)磁性等。

      淬火冷却时,除需合理选用淬火介质外,还要有正确的淬火方法,常(cháng)用的淬火方法(fǎ),主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火(huǒ)、等温淬火,局部(bù)淬火等。

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    正火、退火、淬火、回火(huǒ)、的区别(bié)与联系?

      正火有以下目的和用途(tú):

      ① 对(duì)亚共(gòng)析(xī)钢,正火用以消除(chú)铸、锻、焊件的过热粗(cū)晶组织和魏氏组织,轧材中(zhōng)的带(dài)状组织;细化晶粒;并可(kě)作为(wéi)淬火(huǒ)前的预先热处理。

      ② 对过共析钢,正(zhèng)火可以(yǐ)消(xiāo)除网状二次渗(shèn)碳体,并(bìng)使珠光体细(xì)化,不但改善机械(xiè)性能,而且有利(lì)于以后的球化退火。

      ③ 对(duì)低(dī)碳深(shēn)冲薄钢板,正火(huǒ)可以消除晶界的游(yóu)离渗碳体,以改善其深(shēn)冲性能(néng)。

      ④ 对(duì)低碳钢和低碳低(dī)合金(jīn)钢,采(cǎi)用正火(huǒ),可得(dé)到较多的细(xì)片状珠光体组(zǔ)织,使硬度增高到HB140-190,避免切(qiē)削(xuē)时的“粘刀”现象,改善切削加工(gōng)性。对中碳钢,在既可用正(zhèng)火又可(kě)用退(tuì)火的(de)场合下,用(yòng)正火更为经济和方便。

      ⑤ 对普通中碳结构钢,在力学(xué)性(xìng)能要求不(bú)高(gāo)的场合下,可用(yòng)正火代替淬火加高温回(huí)火,不(bú)仅操作简便,而且(qiě)使钢材的(de)组织和尺寸稳定。

      ⑥ 高温正火(Ac3以上150~200℃)由于高温(wēn)下扩散速度较高,可以减少铸件和锻件的(de)成分偏析。高温(wēn)正(zhèng)火后(hòu)的粗大晶粒可通过随后(hòu)第二次较(jiào)低温度的正火(huǒ)予以细化。

      ⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳(tàn)合金钢,常采用正火以获得贝(bèi)氏体组织,再经高温回火(huǒ),用(yòng)于400~550℃时(shí)具有良好(hǎo)的抗蠕(rú)变能力。

      ⑧ 除(chú)钢件和钢材以外,正火还(hái)广泛用于球墨铸铁(tiě)热处理,使其获得珠光体基体,提高球(qiú)墨铸铁(tiě)的强(qiáng)度。

      由于正(zhèng)火(huǒ)的特点是空(kōng)气冷却,因而环境(jìng)气温、堆放方式、气流及(jí)工件尺寸对正火后的组织和性能均有影响。正火(huǒ)组织还可作(zuò)为(wéi)合(hé)金钢(gāng)的一种分(fèn)类方法(fǎ)。通常根据(jù)直径为25毫米的试样加(jiā)热到900℃后,空冷得到(dào)的组织,将合金钢分为(wéi)珠光体钢、贝氏体(tǐ)钢、马(mǎ)氏(shì)体钢和奥氏体钢。

      退(tuì)火是将(jiāng)金(jīn)属缓慢加(jiā)热到一(yī)定温度(dù),保持足够时间,然后以(yǐ)适宜速度冷却(què)的一(yī)种金属热处理工艺(yì)。退火热处理分为完全退火(huǒ),不完全退火和(hé)去(qù)应力(lì)退火。退火材料的力学性能可以用(yòng)拉伸试验来检(jiǎn)测,也可以(yǐ)用硬度试验来检测。许多钢材都是以退火热(rè)处理状态供货的,钢材硬度检测可以采用洛氏硬度计,测试HRB硬度,对于较薄的钢板、钢带以及薄壁钢(gāng)管,可以(yǐ)采用表面(miàn)洛氏硬(yìng)度计(jì),检(jiǎn)测HRT硬(yìng)度。

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    退火的目的在于:

      ① 改善或消除钢铁在铸造、锻压(yā)、轧制和焊(hàn)接过(guò)程中所造成(chéng)的各种组织缺陷以及残余(yú)应(yīng)力,防止工(gōng)件变形(xíng)、开裂(liè)。

      ② 软(ruǎn)化工件以便进行切削加工。

      ③ 细化(huà)晶粒,改善组织以提高工件的(de)机械性能。

      ④ 为***终热处理(lǐ)(淬火(huǒ)、回(huí)火)作好组织准备。

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    常用的(de)退火工艺有(yǒu):

      ① 完全退火。用(yòng)以细(xì)化中、低(dī)碳钢(gāng)经铸造、锻(duàn)压(yā)和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过(guò)热(rè)组织。将工件(jiàn)加热到铁素体全部转变为奥氏(shì)体的温度以上30~50℃,保温一段时间(jiān),然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生(shēng)转变,即可使(shǐ)钢的组织变(biàn)细。

      ② 球化退火(huǒ)。用以降低(dī)工(gōng)具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件(jiàn)加(jiā)热到钢开始形成奥氏(shì)体(tǐ)的温度以上20~40℃,保温后(hòu)缓慢冷却,在冷却过程中珠(zhū)光体中的片(piàn)层状渗(shèn)碳体变(biàn)为球(qiú)状(zhuàng),从而降低了硬度。

      ③ 等温退(tuì)火。用(yòng)以(yǐ)降(jiàng)低某些镍、铬含量较高的合金结(jié)构钢的高(gāo)硬(yìng)度,以进行切削加(jiā)工(gōng)。一般先(xiān)以较(jiào)快(kuài)速度冷却(què)到(dào)奥氏体***不稳(wěn)定(dìng)的温(wēn)度,保温适当时间,奥氏体(tǐ)转(zhuǎn)变为托氏体或索氏体,硬(yìng)度即可降 低。

      ④ 再结晶退火。用以消除(chú)金属线材、薄板(bǎn)在冷拔、冷(lěng)轧过程(chéng)中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度(dù)一般(bān)为(wéi)钢开始形成奥氏体的温度以下(xià)50~150℃ ,只(zhī)有这样才(cái)能消除(chú)加(jiā)工硬化效应(yīng)使金属软化。

      ⑤ 石(shí)墨化退火。用以(yǐ)使含(hán)有大量渗(shèn)碳体的铸铁(tiě)变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操(cāo)作是将铸(zhù)件加热到950℃左右,保温(wēn)一定时间后适当冷却,使渗碳体分解形成(chéng)团(tuán)絮状石墨。

      ⑥ 扩散退火。用(yòng)以(yǐ)使合金铸件化学成分均匀(yún)化,提高其使用性(xìng)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(bìng)长(zhǎng)时间保(bǎo)温(wēn),待合金中各种(zhǒng)元素扩散趋于均匀分布后缓冷。

      ⑦ 去应力(lì)退火。用以消除钢铁铸件和焊(hàn)接件的内应力。对于钢铁(tiě)制(zhì)品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保(bǎo)温后在(zài)空气中冷却,即可消除(chú)内应力。

      淬火,金属和玻璃的一种热(rè)处理(lǐ)工(gōng)艺。把合金制品或玻璃加热(rè)到一(yī)定温度,随即在水、油或空(kōng)气中(zhōng)急速冷却,一般(bān)用以(yǐ)提高合金(jīn)的硬度和强度(dù)。通称“蘸(zhàn)火”。将经过淬火(huǒ)的工件重(chóng)新加热到低于下(xià)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(zhōng)冷却的金属(shǔ)热(rè)处理(lǐ)。

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    钢铁工件(jiàn)在淬火后(hòu)具有以(yǐ)下特点:

      ① 得到了马氏体、贝(bèi)氏体、残(cán)余奥氏体(tǐ)等不平衡(即不稳定(dìng))组织。

      ② 存在较(jiào)大内应力。

      ③ 力学性能不能满足(zú)要求(qiú)。因(yīn)此,钢铁(tiě)工件(jiàn)淬火(huǒ)后一般都要经过回(huí)火。

      回火(huǒ)的(de)作用在于:

      ① 提高组织稳(wěn)定性,使工件在(zài)使用过程中不再发生组织转变,从而使工件几何尺(chǐ)寸和性能保持稳定。

      ② 消除(chú)内应(yīng)力,以便(biàn)改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸(cùn)。

      ③ 调整钢(gāng)铁(tiě)的力(lì)学性能以满足使用要求。

      回火之所以具有(yǒu)这些作用(yòng),是因为温(wēn)度升高时,原子活(huó)动能力增强,钢铁(tiě)中的(de)铁、碳和(hé)其他合金元素的原子可以较快地进行扩散,实现原子的重新排列组合,从而使不(bú)稳定的不(bú)平衡组织逐步(bù)转变为稳定的平衡组织(zhī)。内应力的消除(chú)还(hái)与温度升高(gāo)时金属(shǔ)强度(dù)降低有关。一般(bān)钢铁(tiě)回火时,硬度和强(qiáng)度下降,塑性提高。回火温度越高,这(zhè)些(xiē)力学(xué)性能的变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢(gāng),在某一温度范围(wéi)回火时,会析出一(yī)些颗粒(lì)细小的金属化合物,使强度和硬度上升。这(zhè)种现象称(chēng)为二次(cì)硬化。

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    回火(huǒ)要求:用途不同的工件应在不同温度下回火,以(yǐ)满(mǎn)足(zú)使用(yòng)中的要求。

      ① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进(jìn)行低(dī)温回(huí)火(huǒ)。低温回火后硬度(dù)变化(huà)不大,内应(yīng)力减(jiǎn)小,韧性(xìng)稍有(yǒu)提高。

      ② 弹(dàn)簧在350~500℃下中温回火,可获得较高的弹性和必(bì)要的韧性(xìng)。

      ③ 中碳结构钢制作(zuò)的零件通常在500~600℃进行高温(wēn)回火(huǒ),以获得适宜的强(qiáng)度与韧性的(de)良好配(pèi)合。

      淬(cuì)火加高温回火的(de)热处理工艺总(zǒng)称为调质。

      钢在300℃左右(yòu)回火时,常使其脆性增(zēng)大(dà),这种现(xiàn)象(xiàng)称为***类回火脆(cuì)性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金结构钢在(zài)高温回火后,如果缓慢冷至室温,也易于变脆。这种现象称为第二类回火脆性。在钢中(zhōng)加入钼,或回火时在油或水中冷却,都可(kě)以防止第二类回火脆性(xìng)。将第二类回火脆(cuì)性的钢重新加热至(zhì)原来的回火温度,便可(kě)以消(xiāo)除这种脆性。

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    一.钢的退火

      概念:将(jiāng)钢加(jiā)热、保温(wēn)后缓慢冷(lěng)却,以获得接近平衡组织的工艺过程。

      1、完全退火

      工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随炉冷到(dào)500度以下→空(kōng)冷室(shì)温(wēn)。

      目(mù)的:细化晶粒,均匀组织 ,提高塑(sù)韧性,消除内应(yīng)力,便于机械加工。

      2、等温退火

      工艺:加(jiā)热Ac3以上→保温→快(kuài)冷(lěng)至(zhì)珠光体转变温度(dù)→等温停留→转变为P→出炉空(kōng)冷(lěng);

      目的:同(tóng)上。但(dàn)时间(jiān)短,易控制,脱氧、脱(tuō)碳小(xiǎo)。(适用于过冷A比(bǐ)较稳(wěn)定的合金钢及大型(xíng)碳钢(gāng)件)。

      3、球化退火(huǒ)

      概念:是使钢中(zhōng)的(de)渗碳体球化的工艺(yì)过程(chéng)。

      对(duì)象:共析钢和过共析钢

      工艺:

      (1)等(děng)温球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→迅速冷(lěng)却到(dào)Ar1以下20度→等温(wēn)→随炉(lú)冷至600度左(zuǒ)右→出炉空冷。

      (2)普通(tōng)球化退(tuì)火加热Ac1以上(shàng)20-30度→保(bǎo)温(wēn)→极缓慢冷却至600度左右→出炉空(kōng)冷。(周期长(zhǎng),效(xiào)率低(dī),不适(shì)用)。

      目的:降低硬度、提高塑(sù)韧性,便于(yú)切削加(jiā)工。

      机理:使片状或网状渗碳体变(biàn)成颗(kē)粒(lì)状(zhuàng)(球状)

      说明:退(tuì)火加热时,组织没有完全A化,所以又称不完全退(tuì)火。

      4、去应力退火

      工艺(yì):加热(rè)到Ac1以下某一温度(500-650度)→保(bǎo)温→缓冷至室温。

      目的:消(xiāo)除铸(zhù)件、锻件(jiàn)、焊接(jiē)件等的残余内应(yīng)力,稳(wěn)定(dìng)工(gōng)件尺寸。

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    二(èr).钢的回火

      工艺:将淬火后的钢重新加(jiā)热到A1以下某一(yī)温度保(bǎo)温,然后冷(lěng)却(一般(bān)空冷)至室温。

      目的:消除(chú)淬火产生的内应力,稳(wěn)定(dìng)工件(jiàn)尺寸,降低(dī)脆性,改善(shàn)切(qiē)削加工性能(néng)。

      力学性能(néng):随着回(huí)火温度的升(shēng)高,硬度、强度下降,塑(sù)性韧(rèn)性升高(gāo)。

      1、低温回火:150-250℃ ,M回,减少内(nèi)应力和脆性,提高塑韧性(xìng),有较高的(de)硬度和耐磨性(xìng)。用于制作量具、刀(dāo)具(jù)和(hé)滚动轴承等。

      2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有较高的弹(dàn)性,有一定(dìng)的塑性(xìng)和硬(yìng)度。用于制(zhì)作弹簧(huáng)、锻(duàn)模等。

      3、高温回火(huǒ):500-650℃ ,S回(huí),具有良好的综合力学(xué)性能。用于(yú)制作齿轮、曲轴(zhóu)等。


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