不同类型的钢材热处理工艺简介

2013-03-28 来自: 次浏览

钢的热处理 的钢加热和冷却的过程。

不同类型的热处理工艺所使用的钢材更改下列属性或条件:

-               提高韧性-提高切削

增加硬度-细化晶粒结构的
-增加延展性-去除残余的应力 
 

-               提高耐磨损性

淬火

-               冷却奥氏体非常迅速的方法,或以控制的速率,以实现所需的微观结构。

*               快速冷却至α+的Fe 3 C 抑制奥氏体的形成

-               的奥氏体产生淬火马氏体,这是用于应用程序,要求用硬质材料(如刀具,刀片,手术工具,切割工具等)。

*                奥氏体+铁素体 的骤冷,所有的奥氏体转变完全马氏体,而铁素体保持不变。

*                奥氏体+渗碳体 骤冷,再所有的奥氏体完全转变成马氏体,而渗碳体保持不变。

 

图:淬火工艺。

1。               硬化

淬火是奥氏体化的钢的过程中,在规定的温度,在该温度下保持长的时间,以确保在奥氏体中的均匀性,然后进行淬火的速度足够快,以防止马氏体以外的任何产品的转化。

的冷却速度,只是产生了一个完全的马氏体结构的 临界冷却速率(CCR)。 因此,必须超过这个速度,以确保所有奥氏体向马氏体转变。

*               一系列淬火可用于:

-               5%烧碱,5%至10%的盐水,冷水,温水,矿物油,动物油,植物油的严重程度:

-                :而不是马氏体,贝氏体淬火到油可能会产生

*钢具有小于0.25重量%C无法通过淬火硬化,因为鼻子的TTT


 时间(s)

淬火严重性

淬火的有效性大幅增加搅拌。 搅拌的部分和/或淬火剂淬火剂和表面部分之间的热传递率增加。 的的 淬火严重程度(H) 是一个特定的淬火是如何有效的指示。 它直接关联设立在热处理部分的热应力。  H的一些典型值是:

淬火

 

淬火严重程度(H)

 

没有流通

轻度流通

暴力循环

空气

0.02

-

0.25

0.25

0.35

0.95

1.00

1.05

4.00

盐水

2.00

2.10

5.00

 

2。               回火

-               的方法,重新加热淬火(马氏体)的为钢,以增加柔软性和延展性。

*               钢被加热到高于 A 1,迅速 的速率淬火速度不够快错过的鼻子(或膝关节)的TTT图以形成马氏体,并重新加热的温度下 ,A 1 以下,以达到所需的回火硬度。 合金元素减缓回火。

*               当高于250°C回火马氏体,所有马氏体消失了,取而代之的 铁素体  细分散的渗碳体 

 

马氏体(α')→α+ 3 C

 :新的组织结构是不珠光体。 它被称为 回火马氏体  回来的珠光体,你必须重新钢和奥氏体化的温度适当地获得珠光体。

*               当被保持在400°C和727℃之间的温度下在很长一段时间(> 24小时)的钢,硬质合金球形成所谓 球化碳化物 

图:一个普通的碳钢淬火和回火工艺。

回火钢的力学性能的影响

*提高了韧性,

*增加延展性

*降低硬度(软化钢)

 

(3)分级淬火(麻淬火)

-               猝灭过程主要用于最大限度地减少热处理钢材的变形,开裂

-               包括以下步骤:

(1)在适当的温度,奥氏体化的钢

(2)淬火的温度以上(通常情况下,INT O M S 
的油或熔盐浴) 
 

(3)保持在淬火T O               获得均匀的温度 
整个扁钢升 
 

(4)咕升               以中等速率通过的martensit的é 
变区域。 
 

 

一个典型的分级淬火过程示意图。

1095钢的机械性能通过分级淬火和常规淬火加热处理。

热处理

硬度(HRC)

影响(英尺-磅)

1英寸伸长率(%)

水淬火和回火

53.0

12

0

Martemper和脾气

53.0

28

0

 

4,等温淬火

等温设计,生产纯碳贝氏体钢的热处理

另一种程序的淬火和回火

*提高强度和韧性;

*减少开裂和变形

*但需要很长的时间才能完成

 

包括以下步骤:

(1)在适当的温度,奥氏体化的钢

(2)淬火到正上方 Ms温度

(3)保持等温淬火,直到γ→ bainitË 
转型是COMPLETË 
 

(4)在空气中冷却至室温

 

1095钢的机械性能通过等温淬火处理和常规淬火加热处理。

热处理

硬度(HRC)

影响(英尺-磅)

1英寸伸长率(%)

等温淬火

52.0

45

11

水淬火和回火

53.0

12

0

 

(5)形变热处理

形变热处理(也称为作为低温热的治疗(LTMT)),涉及在亚稳托架之间的铁素体和贝氏体的曲线的TTT图的变形奥氏体。 变形后,钢迅速冷却,以形成马氏体。 奥氏体变形和位错密度高的综合效果,给出了一个非常精细的马氏体组织,具有高的屈服强度和高韧性。

,促进发展中的一个单独的贝氏体鼻子TTT图,包括合金元素铬,钼,镍,钨,锰。

6。Isoforming

这是一个类似的形变热处理,但奥氏体的变形,在这里继续进行的温度下的奥氏体转变为铁素体和碳化铁。 不形成马氏体。 的微观结构

7。退火

退火是简单的加热钢和保持在某些特定的温度升高,冷却相当缓慢的过程。

在实践中,退火操作,包括三个步骤:

(1)的钢加热到指定温度

(2)在该温度下浸泡足够的时间,以允许必要的变更,发生

(3)冷却炉中按预定的速率

 

*               退火的主要目的是:

1。                    柔化钢和改善切削性。

1。                    释放内部应力诱导的一些以前的治疗(轧制,锻造,冷却不均匀)。

1。                    产生特定的微观结构。

*               退火锻件,冷作板和电线,焊接件和铸件。

*               的三个主要用于钢的退火过程是:

 

1。               进行 亚临界退火 -低于 A 1。 没有参与奥氏体转变。 的主要目的是要减轻冷加工,焊接,或铸造( 消除应力退火 )或冷加工的材料再结晶( 进程退火 )如以前的处理所造成的残余应力。

*               通常使用的电线和表

*               进行了在约500℃至690℃几个小时

 

*               的方法 进行 退火 ,在较高的温度下(通常为11°至22℃以下,A 1) 消除应力退火 (通常为约500°至650℃)。

2。               退火 ,进行了亚共析钢或 A 1  A 3 A 1  A 厘米 为过共析钢。

*               钢加热到55℃内 ,A 1 以上,然后在温度低于55℃以下 ,A 1, 以产生组成的结构中,在铁素体基体中的球化碳化物颗粒的转化。

-               的的 球状化的结构(spheroidite) 具有最小硬度,延展性的最大,以及最大切削性。

3。               超临界  完全退火 进行上述 A 3 之间为亚共析钢和过共析钢的 A 1  A 厘米 

8。               正火

由三个步骤组成:

1。                    钢加热到上临界温度以上的温度下(A 3  A 厘米 

2。                    在一段时间内保持在该温度下,并

3。                    空气冷却至室温

 

注意: 空气冷却可以是天然的或稍用力的空气对流。 典型的正火温度如下:

(ⅰ)               55°C(100°F)以上为亚共析钢 A 3。

(二)27°C(50°F)以上  厘米 为过共析钢。

 

常化的好处包括:

-               提高可加工

-               晶粒细化

-               同质化的组成

-               修改的残余应力

图:加热和冷却循环,缓解压力,处理退火,正火,完全退火的低和过共析钢。

图:(a)温度范围为亚临界退火缓解压力和再结晶退火,退火(球化)。 (b)温度范围正常化和完全退火钢。

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