常用钢材热处理方法及目的.

1、常用钢材热处理方法及目的常用钢材热处理方法一.淬火将钢件加热到临界温度以上 4060 ,保温一定时间 ,急剧冷却的热处理方法 ,称为淬火。常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。淬火的加温温度、冷却介质的热处理规范 ,见表 <常用钢的热处理规范 >.淬火的目的是 :使钢件获得高的硬度和耐磨性 ,通过淬火钢件的硬度一般可达HRC6065,但淬火后钢件内部产生了内应力 ,使钢件变脆 ,因此 ,要经过回火处理加以消除。钢件的淬火处理 ,在wiki 机械 /wiki 制造过程中应用比较普遍 ,它常用的方法有 :1.单液淬火 :将钢件加热到淬火温度 ,经保温一定时间后 ,在一种冷却液中冷却 ,

2、这种热处理方法 ,称为单液淬火。它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢 , 工件直径或厚度大于 58mm 的碳素钢 ,选用盐水或水中冷却 ;合金钢选用油冷却。在单液淬火中 ,水冷容易发生变形和裂纹 ;油冷容易产生硬度不够或不均的现象。2.双液淬火 :将钢件加热到淬火温度 ,经保温后 ,先在水中快速冷却至 300400 , 在移入油中冷却 ,这种处理方法 ,称为双液淬火。形状复杂的钢件 ,常采用此方法。它既能保证钢件的硬度 ,又能防止变形和裂纹。缺点是操作难度大 ,不易掌握。3.火焰表面淬火 :用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面 ,并使其加热到淬火温度 ,然后立即用水向工件表面喷射

3、,这种处理方法 ,称为火焰表面淬火。它适用于单件生产、要求表面或局部表面硬度高和耐磨的钢件 ,缺点是操作难度大。4.表面感应淬火 :将钢件放人感应器内 ,在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场 ,钢件在磁场作用下产生了同频率的感应电流,使钢件表面迅速加热 (2-10s 至淬火温度 ,立即把水喷射到钢件表面。这种热处理方法,称为表面感应淬火。经表面感应淬火的零件 ,表面硬而耐磨 ,而内部有较好的强度和韧性。这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同 ,可分为高频、中频和工频淬火三种。高频淬火电流频率为 100150kHz,淬硬层深 13mm,它适用于齿轮、

4、花键轴、活塞和其它小型零件的淬火 ;中频淬火电流频率为 50010000Hz,淬硬层深 310mm, 它适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等 ;工频淬火电流频率为50Hz,淬硬层一般大于 10mm,适用于直径在 300mm 以上的大型零件的淬火 ,如冷轧辊等。二.回火将淬火后的钢件加热到临界温度以下某一温度性(见表 ,保温一段时间 ,然后在空气中或油中冷却的过程 ,称为回火。回火的目的是:消除钢件淬火时所产生的内应力,使钢件组织趋于稳定 ;降低淬火中的脆性 ,增加塑性和韧性。回火是继淬火后进行的热处理工序 ,也是热处理的最终工序 ,它对产品最终所需要得到的性能和组织起着决定性的影

5、响。钢淬火后 ,硬度和强度虽有很大的提高,但塑性、韧性却有明显的降低,这就是淬火脆性。为了取得回火后所要求的机械性能,选择好回火温度是很重要的。根据回火温度的不同,回火可分为低温、中温和高温回火三种。1.低温回火 :将淬火后的钢件加热到15029,并保温一定时间 ,然后在空气中冷却 ,称为低温回火。目的在于保持钢件淬火后所得到的高硬度和耐磨性的条件下 ,降低淬火脆性和内应力。低温回火适用于各种刃具、量具和模具等的处理。2.中温回火 :将淬火后的钢件加热到350450,经保温一段时间 ,随炉冷却下来。这种处理方法 ,称中温回火。它的目的是为了使钢件保持一定硬度,从而得到较高的弹性。中温回火适用于

6、弹簧、锻模的处理。3.高温回火 :将淬火后的钢件加热到500650,经保温后冷却下来 ,称为高温回火。它的目的是完全消除淬火内应力,使工件得到高强度和高韧性。高温回火主要用于要求强度、韧性高的重要结构零件,如传动主轴、曲轴、凸轮、齿轮等。三.退火将钢件加热到临界温度以上4060 ,在此温度下停留一段时间(保温 ,然后缓慢冷却 ,这种热处理方法称为退火。碳钢的临界温度是随含碳量多少而变化,一般是750800,有些合金钢是在 800900之间。退火的目的是压、铸造的内应力面指出的退火目的:降低硬度、提高塑性、改进切削性能、消除内应力 ,如消除锻,防止加工后的变形、细化晶粒、均匀组织、改进机械性能。

7、上,不是所有钢材都能达到的 ,而只能满足一个或几个目的。四.正火将钢件加热到临界温度以上 4060 ,保温一定时间 ,然后在空气中冷却的热处理方法 ,称为正火。正火的加热、保温温度都与退火相同 ,不同的只是冷却速度不一。正火是在空气中冷却 ,冷却速度快 ,时间短 ,操作方便 ,效率高。正火的目的是 :细化晶粒 ,均匀组织 ,提高钢件的机械性能 ,消除内应力 ,改善钢件的切削性能。正火常用于碳钢代替退火五 .wiki 调质 /wiki将钢件淬火后 ,再进行高温回火的热处理方法 ,称为调质。其目的是细化晶粒 ,使钢件得到高韧性和足够强度。调质一般是在粗加工后进行的 ,它适用于各种重要结构零件 ,特

8、别是交变载荷下工作的传动轴、齿轮、丝杠等精密零件的预先热处理 ,经过调质后 ,再进行加工的工艺过程。调质和高温回火处理方法是相同的 ,目的都是细化晶粒、均匀组织、消除应力 , 使钢件得到良好的机械性能 ,不同的是高温回火是热处理的最终工序 ,而调质处理则是精加工前的预备工序 ,是对半成品而作的热处理操作。六.时效它是长时间消除零件在制造过程中所产生内应力的工艺方法。时效处理有人工时效和自然时效。1.人工时效 :将钢件 (或铸铁件加热到100 150或更低的温度 ,长时间 (5 10h保温 ,然后在空气中冷却的方法,称为人工时效。时效处理也是一种低温补充回火 ,其目的是消除淬火后钢件内部组织的微

9、观应力和机械加工后的残余应力 ,以达到高精度零件的变形小和尺寸的稳定性。如对量具、铸铁件消除内应力的人工时效处理。2.自然时效 :将粗加工后的零件 ,长期放置在露天 ,受自然温度的调节 ,逐渐消除内应力的处理方法 ,称为自然时效。如铸件放在露天、丝杠放在海水中、长轴悬吊挂起等。七.化学热处理将钢件放到含有某些活性原子 ,如碳、氮、铬、铝等的化学介质当中 ,借助高温时原子扩散的能力 ,使介质中的某些原子渗入到钢件表面层里 ,达到改变钢的表面层的化学成分 ,使钢件的表面层具有特殊的性能 ,这种方法称为钢的化学热处理。它的目的是提高钢件表面的硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热和抗疲劳等性能。化学热处理使零件

10、表面层和内部都得到不同的组织和性能 ,从而大大地提高零件的质量和寿命。常用的方法有渗碳、渗氮、氰化等。1.渗碳 :渗碳是碳原子渗入钢件表面的过程。渗碳用于低碳钢和低合金钢(0.10.25%C。钢件经过渗碳淬火后具有较高的表面硬度(HRC6065 和耐磨性 ,而内部仍保持较高的韧性。一些受冲击的耐磨零件、如轴、齿轮、凸轮、活塞销等都要进行渗碳处理。按渗碳剂的不同,渗碳可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。其方法是将钢件碳处理。按渗碳剂的不同,渗碳可分为固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。其方法是将钢件放人渗碳剂中,加热至 930左右 ,经保温使碳原子扩散到钢件表面 ,钢件表面含碳量可达0.81%,渗碳厚

11、度为 0.52mm。2.渗氮 :渗氮是把氮原子渗入钢件表面的过程。渗氮多于含铝、铬、钼等元素的中碳合金结构钢。渗氮可使钢件表面得到比渗碳更好的硬度和耐磨性,特别是提高了钢件的耐蚀性。渗氮方法是将钢件放人含氮的介质或利用氨气加热分解后的氮气中 ,加热至 500-620,保温一定时间 ,使氮原子扩散到钢件表面,然后随炉温冷却至200 以下 ,停止供氮。取出钢件在空气中冷却。由于渗氮温度低,因而渗氮速度缓慢 ,如得到 0.3 0.5mm 厚的渗氮层 ,就要经过 2050h的渗氮过程。3.氰化 :在钢件表面同时渗入碳原子和氮原子的过程叫氰化。它的目的是为了提高钢件表面层的硬度和耐磨性,同时氰化又是提高疲劳强度极限最有效的方法 ,特别是对中、小型零件 ,如齿轮 ,小轴最适宜。氰化还适用于碳钢和合金结构钢 ,也适合于高速钢等切削工具。氰化是将钢件放在熔融的氰盐溶液中加热 K4Fe(CN6 氰化分解而形成活性的碳、氮原子,在加热过程中 ,由氰盐 NaCl 、KCl 、,渗入钢件表面。根据加热温度不同 ,氰化可分为高温氰化 (900-950、中温氰化 (800 840 和低温氰化。氰盐是剧毒物质 ,因此 ,要特别防止中毒。八.发黑发黑