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發(fā)布者：山東普利通鋼材有限公司　發(fā)布時間：2012/8/11　閱讀：1631次

鋼鐵材料的一般熱處理

鋼鐵材料的一般熱處理

名稱				熱處理過程	熱處理目的
1.退火				將鋼件加熱到一定溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻到室溫	①降低鋼的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷變形加工 ②細(xì)化晶粒，均勻鋼的組織，改善鋼的性能及為以后的熱處理作準(zhǔn)備 ③消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力。防止零件加工后變形及開裂
退火類別			(1)完全退火	將鋼件加熱到臨界溫度(不同鋼材臨界溫度也不同，一般是710-750℃，個別合金鋼的臨界溫度可達(dá)800—900ºC)以上30—50ºC，保溫一定時間，然后隨爐緩慢冷卻(或埋在沙中冷卻)	細(xì)化晶粒，均勻組織，降低硬度，充分消除內(nèi)應(yīng)力完全退火適用于含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0.8％以下的鍛件或鑄鋼件
			(2)球化退火	將鋼件加熱到臨界溫度以上20～30ºC，經(jīng)過保溫以后，緩慢冷卻至500℃以下再出爐空冷	降低鋼的硬度，改善切削性能，并為以后淬火作好準(zhǔn)備，以減少淬火后變形和開裂,球化退火適用于含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))大于0.8％的碳素鋼和合金工具鋼
			(3)去應(yīng)力退火	將鋼件加熱到500～650ºC，保溫一定時間，然后緩慢冷卻(一般采用隨爐冷卻)	消除鋼件焊接和冷校直時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，消除精密零件切削加工時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，以防止以后加工和用過程中發(fā)生變形去應(yīng)力退火適用于各種鑄件、鍛件、焊接件和冷擠壓件等
2.正火				將鋼件加熱到臨界溫度以上40～60ºC，保溫一定時間，然后在空氣中冷卻	①改善組織結(jié)構(gòu)和切削加工性能 ②對機(jī)械性能要求不高的零件，常用正火作為終熱處理 ③消除內(nèi)應(yīng)力
3. 淬火				將鋼件加熱到淬火溫度，保溫一段時間，然后在水、鹽水或油(個別材料在空氣中)中急速冷卻	①使鋼件獲得較高的硬度和耐磨性 ②使鋼件在回火以后得到某種特殊性能，如較高的強(qiáng)度、彈性和韌性等
淬火類別	(1)單液淬火			將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，在一種淬火劑中冷卻單液淬火只適用于形狀比較簡單，技術(shù)要求不太高的碳素鋼及合金鋼件。淬火時，對于直徑或厚度大于5～8mm的碳素鋼件，選用鹽水或水冷卻；合金鋼件選用油冷卻
	(2)雙液淬火			將鋼件加熱到淬火溫度，經(jīng)過保溫以后，先在水中快速冷卻至300—400ºC，然后移人油中冷卻
	(3)火焰表面淬火			用乙炔和氧氣混合燃燒的火焰噴射到零件表面，使零件迅速加熱到淬火溫度，然后立即用水向零件表面噴射, 火焰表面淬火適用于單件或小批生產(chǎn)、表面要求硬而耐磨，并能承受沖擊載荷的大型中碳鋼和中碳合金鋼件，如曲軸、齒輪和導(dǎo)軌等
	(4)表面感應(yīng)淬火			將鋼件放在感應(yīng)器中，感應(yīng)器在一定頻率的交流電的作用下產(chǎn)生磁場，鋼件在磁場作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，使鋼件表面迅速加熱(2一l0min)到淬火溫度，這時立即將水噴射到鋼件表面。經(jīng)表面感應(yīng)淬火的零件，表面硬而耐磨，而心部保持著較好的強(qiáng)度和韌性。表面感應(yīng)淬火適用于中碳鋼和中等含碳量的合金鋼件
4.回火				將淬火后的鋼件加熱到臨界溫度以下，保溫一段時間，然后在空氣或油中冷卻回火是緊接著淬火以后進(jìn)行的，也是熱處理的后一道工序	①獲得所需的力學(xué)性能。在通常情況下，零件淬火后的強(qiáng)度和硬度有很大提高，但塑性和韌性卻有明顯降低，而零件的實際工作條件要求有良好的強(qiáng)度和韌性。選擇適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟冗M(jìn)行回火后，可以獲得所需的力學(xué)性能 ②穩(wěn)定組織，穩(wěn)定尺寸 ③消除內(nèi)應(yīng)力
		(1)低溫回火		將淬硬的鋼件加熱到150-50ºC,并在這個溫度保溫一定時間，然后在空氣中冷卻,低溫回火多用于切削刀具、量具、模具、滾動軸承和滲碳零件等	消除鋼件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
類別		(1)中溫回火		將淬火的鋼件加熱到350～450％，經(jīng)保溫一段時間冷卻下來,一般用于各類彈簧及熱沖模等零件	使鋼件獲得較高的彈性、一定的韌性和硬度
		(1)高溫回火		將淬火后的鋼件加熱到500～650ºC，經(jīng)過保溫以后冷卻,主要用于要求高強(qiáng)度、高韌性的重要結(jié)構(gòu)零件，如主軸、曲軸、凸輪、齒輪和連桿等	使鋼件獲得較好的綜合力學(xué)性能，即較高的強(qiáng)度和韌性及足夠的硬度，消除鋼件因淬火而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力
5.調(diào)質(zhì)				將淬火后的鋼件進(jìn)行高溫(500～600ºC)回火多用于重要的結(jié)構(gòu)零件，如軸類、齒輪、連桿等調(diào)質(zhì)一般是在粗加工之后進(jìn)行的	細(xì)化晶粒，使鋼件獲得較高韌性和足夠的強(qiáng)度，使其具有良好的綜合力學(xué)性能
6. 時效處理		(1)人工時效		將經(jīng)過淬火的鋼件加熱到100～160℃，經(jīng)過長時間的保溫，隨后冷卻	消除內(nèi)應(yīng)力，減少零件變形，穩(wěn)定尺寸，對精度要求較高的零件更為重要
		(2)自然時效		將鑄件放在露天；鋼件(如長軸、絲杠等)放在海水中或長期懸吊或輕輕敲打要經(jīng)自然時效的零件，好先進(jìn)行粗加工
7.化學(xué)熱處理				將鋼件放到含有某些活性原子(如碳、氮、鉻等)的化學(xué)介質(zhì)中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，使介質(zhì)中的某些原子滲入到鋼件的表層，從而達(dá)到改變鋼件表層的化學(xué)成分，使鋼件表層具有某種特殊的性能
化學(xué) 熱處理		(1)鋼滲的碳		將碳原子滲入鋼件表層常用于耐磨并受沖擊的零件，如:輪、齒輪、軸、活塞銷等	使表面具有高的硬度(HRC60～65)和耐磨性，而中心仍保持高的韌性
		(2)鋼滲的氮		將氮原子滲入鋼件表層常用于重要的螺栓、螺母、銷釘?shù)攘慵?/A>	提高鋼件表層的硬度、耐磨性、耐蝕性
類別		(3)鋼的氰化		將碳和氮原子同時滲人到鋼件表層適用于低碳鋼、中碳鋼或合金鋼零件，也可用于高速鋼刀具	提高鋼件表層的硬度和耐磨性
8.發(fā)黑				將金屬零件放在很濃的堿和氧化劑溶液中加熱氧化，使金屬零件表面生成一層帶有磁性的四氧化三鐵薄膜常用于低碳鋼、低碳合金工具鋼由于材料和其他因素的影響，發(fā)黑層的薄膜顏色有藍(lán)黑色、黑色、紅棕色、棕褐色等，其厚度為0.6～0.8µm	防銹、增加金屬表面美觀和光澤，消除淬火過程中的應(yīng)力

六.合金元素對鋼的性能影響

主要合金元素對鋼的性能影響

注：“+”表示提高，“-’’表示降低，“0”表示沒有影響，“·”表示影響情況尚不清楚，多個“+”或“-”表示提

高或降低的強(qiáng)烈程度。

①表示在珠光體鋼中；②表示在奧氏體鋼中。

主要合金元素對鋼性能影響的有關(guān)說明

元素名稱	對性能主要影響
Al	主要作用為細(xì)化晶粒和脫氧，在滲氮鋼中能促成滲氮層，含量高時，能提高高溫抗氧化性，耐H2s氣體的腐蝕作用，固溶強(qiáng)化作用大，提高耐熱合金的熱強(qiáng)性，有促使石墨化傾向
B	微量硼能提高鋼的淬透性，但隨鋼中碳含量增加，淬透性的提高逐漸減弱以至完全消失
C	含量增加，鋼的硬度和強(qiáng)度也提高，但塑性和韌性隨之下降
Co	有固溶強(qiáng)化作用，使鋼具有紅硬性，提高高溫性能、抗氧化和耐腐蝕性，為高溫合金及超硬高速鋼的重要合金元素，提高鋼的Ms點，降低鋼的淬透性
Cr	提高鋼的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳鋼的耐磨性，含量超過12％時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕作用，提高鋼的熱強(qiáng)性，是不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素，但含量高時易產(chǎn)生脆性
Cu	含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，如超過0．30％時，在熱變形加工時導(dǎo)致高溫銅脆現(xiàn)象，含量高于0．75％時，經(jīng)固溶處理和時效后可產(chǎn)生時效強(qiáng)化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2％一3％的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應(yīng)力腐蝕的穩(wěn)定性
Mn	降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細(xì)化珠光體組織以改善其力學(xué)性能，為低合金鋼的重要合金元素，能明顯提高鋼的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向

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