干货!一文带你(nǐ)了解正(zhèng)火、退火、淬(cuì)火、回火
发布(bù)时间(jiān): 2019-10-15 来源:洛(luò)阳(yáng)千亿体育登录网站和顺祥机械有(yǒu)限(xiàn)公司 点击:1751
退火与回火的(de)区别在于:(简单地说(shuō),退火就是不要硬度,回火还保留一定硬度)。
回火:
高温回火所得组织为回火索(suǒ)氏体。回(huí)火一般不单独使用(yòng),在(zài)零件(jiàn)淬火处理后进行回火,主(zhǔ)要目的是(shì)消除淬火应力,得(dé)到要求的组织,回火(huǒ)根据回火温(wēn)度的不同分为低温、中温和高温回火。分别得(dé)到回火马氏体、屈氏(shì)体和索(suǒ)氏体。
其中淬火后(hòu)进(jìn)行高温(wēn)回火相结(jié)合的热处理称为(wéi)调质(zhì)处理,其目的是获(huò)得强度(dù),硬度和塑(sù)性,韧性(xìng)都较好的综合机械性能。因此,广泛用于汽车,拖拉(lā)机,机(jī)床等的重要结构(gòu)零件,如连(lián)杆(gǎn),螺栓(shuān),齿轮及(jí)轴类(lèi)。回(huí)火后硬度(dù)一般为HB200-330。
退火:
退(tuì)火过程中发(fā)生得是珠光体转变,退火的(de)主要目(mù)的是(shì)使金(jīn)属内部组织(zhī)达到或接近平衡状(zhuàng)态,为后续(xù)加(jiā)工和(hé)***终热处(chù)理做准备(bèi)。去应力退火是(shì)为了消除由于塑性形变加工、焊接等(děng)而造成的以及铸件内存在的残(cán)余(yú)应力而(ér)进(jìn)行的(de)退(tuì)火工艺。锻造、铸造、焊接以及(jí)切(qiē)削加工(gōng)后的工件内部(bù)存(cún)在内应力(lì),如不(bú)及时消除,将使工件(jiàn)在加(jiā)工和使用过(guò)程中发生变(biàn)形,影响(xiǎng)工件精度。采用去应力退火消除(chú)加工(gōng)过程中(zhōng)产生的内应力十分重要。去应力退火的加热温度低于相变温(wēn)度,因(yīn)此,在整个热处理过程中不(bú)发生组织转变(biàn)。
内应力主要(yào)是通过(guò)工件在保温和缓冷过(guò)程中自然消除的。为了使工件(jiàn)内应力(lì)消除得更彻底,在加热时应控制(zhì)加热温度。一般是低温进(jìn)炉(lú),然后以100℃/h左右得加(jiā)热速(sù)度加(jiā)热到规定温度。焊接件得加热温度应略高于600℃。保(bǎo)温时间视情况(kuàng)而定,通常为2~4h。铸件去应力退(tuì)火的保温时(shí)间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷(lěng)至300℃以下(xià)才能出炉空冷。时效处(chù)理可分为(wéi)自然(rán)时(shí)效和(hé)人(rén)工时(shí)效两种(zhǒng)自(zì)然时(shí)效是将铸件置于露天场地半年以上,便其(qí)缓缓地(dì)发(fā)生,从而使残余(yú)应力消除或减少,人(rén)工时效是将(jiāng)铸件加热到550~650℃进行(háng)去应(yīng)力退火,它比自然时(shí)效节省(shěng)时间,残(cán)余(yú)应力去除较为彻(chè)底。
什么叫回火?
回(huí)火是将淬火后的金属成材或零件加热(rè)到某一温度,保温一(yī)定时(shí)间后,以一定方式冷却的热处理工艺(yì),回(huí)火是淬火后紧(jǐn)接着进(jìn)行的一种操作,通常也是(shì)工件进行(háng)热处理(lǐ)的***后一道工(gōng)序,因(yīn)而把淬火和(hé)回火的联(lián)合工艺称为***终热处理。淬火与回火(huǒ)的主要目的是:
1)减少内应(yīng)力和降低脆性(xìng),淬火件(jiàn)存在着很大的应力和脆性,如没有及时(shí)回火往往(wǎng)会产(chǎn)生变形甚(shèn)至开裂。
2)调整(zhěng)工件的(de)机械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,为了满足各种工(gōng)件不(bú)同(tóng)的性(xìng)能要求,可以通过回火(huǒ)来调整,硬度,强度(dù),塑性和韧性。
3)稳定工(gōng)件尺寸。通(tōng)过(guò)回火可(kě)使金相组(zǔ)织趋于(yú)稳定,以保(bǎo)证在以后的使用过程中不再发生变形。
4)改善某(mǒu)些合(hé)金钢的切削性能。
在生产中(zhōng),常根据对工件性能的要求。按加热温(wēn)度的不同,把回(huí)火分为低温回火,中温回(huí)火,和高温回火。淬火和随后(hòu)的高(gāo)温(wēn)回火相结合的热处理工艺称为调质,即(jí)在(zài)具有高度强度的同时(shí),又有(yǒu)好(hǎo)的塑性韧(rèn)性。主要用(yòng)于处理随(suí)较大载荷(hé)的机(jī)器结构零(líng)件,如(rú)机(jī)床主轴,汽车后桥半轴(zhóu),强力齿轮等。
什么叫淬火?
淬火是把金属成材或零件加热到相变温度以上,保温(wēn)后,以大于临界冷却速度的急剧(jù)冷(lěng)却,以(yǐ)获得马氏体组织(zhī)的热(rè)处理工艺。淬火(huǒ)是为了得到(dào)马氏体组织,再经回(huí)火后,使工件获得良好的使用性能,以充分发(fā)挥(huī)材(cái)料的潜力。其主要目的是:
1)提高金属成材或零件的机械性(xìng)能。例如:提高工具、轴承等(děng)的硬度和(hé)耐(nài)磨性,提高弹簧的弹性极限,提(tí)高轴类(lèi)零(líng)件(jiàn)的综合机械性能等。
2)改善某些特殊钢的材料性能或化学(xué)性能(néng)。如(rú)提高不锈钢的耐蚀性,增加磁(cí)钢的永磁(cí)性等。
淬火冷却时,除需合理(lǐ)选用淬(cuì)火介质外,还要有正确(què)的淬(cuì)火方法,常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬(cuì)火,分(fèn)级(jí)淬火、等温淬火,局(jú)部淬火等。
正(zhèng)火、退火、淬(cuì)火、回(huí)火、的区别与联系?
正火有以(yǐ)下目(mù)的和用途:
① 对亚共析钢,正火用以消除铸、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织,轧材中的(de)带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的(de)预先热处(chù)理。
② 对过共析钢,正火可以消除网(wǎng)状(zhuàng)二次渗碳体,并使(shǐ)珠光体细化,不但改(gǎi)善机械性能,而且有利于以(yǐ)后的球化退火。
③ 对低(dī)碳深(shēn)冲薄钢板,正火可以消(xiāo)除晶界的游离渗碳(tàn)体,以改善其深(shēn)冲性能(néng)。
④ 对低碳钢和(hé)低(dī)碳低合(hé)金钢,采(cǎi)用正火,可得到(dào)较多的细片状珠光体组织,使硬(yìng)度(dù)增高到HB140-190,避(bì)免切削时(shí)的“粘刀”现(xiàn)象,改善切(qiē)削加工(gōng)性。对中碳钢,在既可用正火又(yòu)可用退火(huǒ)的(de)场合下,用(yòng)正火更为经济和方(fāng)便。
⑤ 对(duì)普通中碳结构钢,在力学(xué)性能要(yào)求不高的场(chǎng)合下,可用(yòng)正火代(dài)替淬(cuì)火加高温(wēn)回火,不仅操作简便,而(ér)且使钢材的(de)组织和(hé)尺(chǐ)寸稳定(dìng)。
⑥ 高(gāo)温正火(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩散速度较高(gāo),可以减少铸件和锻件的成分偏析。高(gāo)温正火后的粗大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以(yǐ)细化(huà)。
⑦ 对某些(xiē)用于汽(qì)轮机和锅炉的(de)低、中碳合金钢(gāng),常采用正火(huǒ)以获得贝(bèi)氏(shì)体组(zǔ)织,再经(jīng)高温回(huí)火,用于400~550℃时具有良好的抗(kàng)蠕(rú)变能力。
⑧ 除钢(gāng)件和钢材以外(wài),正火还广泛用于球(qiú)墨铸铁热处理(lǐ),使其获得珠光体基体,提高球墨铸铁的强度。
由于正火的特点是(shì)空气冷却,因而环境气温、堆放方式、气流及(jí)工件尺寸对正火(huǒ)后的组织和性(xìng)能均(jun1)有影响。正(zhèng)火组织还(hái)可作(zuò)为合金钢的一种(zhǒng)分类方法。通(tōng)常根(gēn)据直径(jìng)为25毫米的试样(yàng)加热(rè)到900℃后(hòu),空冷得到的组织,将合金钢(gāng)分为(wéi)珠光体钢、贝氏体钢、马(mǎ)氏体钢和奥氏体钢。
退火是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却的一(yī)种金属热处理工(gōng)艺。退火热(rè)处理分(fèn)为完全退火,不(bú)完全(quán)退火和(hé)去应力退火。退火(huǒ)材料的力学性能可以用拉(lā)伸试(shì)验(yàn)来检测,也可以用(yòng)硬度(dù)试验来检测。许多钢材都是以退火热处理状态供货的,钢材硬度检测可以采用洛氏硬度计,测试HRB硬(yìng)度,对(duì)于(yú)较薄的(de)钢板、钢(gāng)带以及薄(báo)壁钢管,可以采(cǎi)用表(biǎo)面洛氏(shì)硬度计,检测HRT硬度。
退火的(de)目的在(zài)于:
① 改(gǎi)善或(huò)消除(chú)钢铁在(zài)铸(zhù)造、锻压、轧制(zhì)和焊接过程(chéng)中所造成(chéng)的各种组织缺陷以(yǐ)及残余应力,防止工(gōng)件变(biàn)形、开裂。
② 软化工件以便进(jìn)行切削加工(gōng)。
③ 细化晶粒,改善(shàn)组织以提高(gāo)工件的机械性能。
④ 为(wéi)***终热处理(淬火、回火)作(zuò)好组织准备。
常用的退(tuì)火工艺有:
① 完(wán)全退火。用以细化(huà)中、低碳钢经铸造、锻压(yā)和焊接(jiē)后(hòu)出现的力学性(xìng)能不佳的粗大过(guò)热组织。将工件(jiàn)加热到铁素体全部转变为奥氏体的(de)温度以上30~50℃,保(bǎo)温一段时间,然后(hòu)随炉缓慢冷(lěng)却,在冷却过程(chéng)中奥氏体再次发生(shēng)转变,即可使(shǐ)钢的组织变细。
② 球化退火。用以降(jiàng)低工具钢和轴(zhóu)承钢锻压后的(de)偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体(tǐ)的温度以上20~40℃,保温后缓(huǎn)慢冷(lěng)却,在冷却过程中珠光体中的片层状(zhuàng)渗碳体变为球(qiú)状,从而降(jiàng)低了硬(yìng)度。
③ 等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度(dù),以进行切削(xuē)加(jiā)工。一般先以较(jiào)快速(sù)度冷却到奥氏体***不稳定的温(wēn)度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降 低。
④ 再结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧(zhá)过(guò)程中的硬化现象(硬(yìng)度升高、塑性(xìng)下降)。加热(rè)温度一般为钢开始形成奥氏体的温度(dù)以下50~150℃ ,只(zhī)有这样才能(néng)消(xiāo)除加工(gōng)硬化效应使金属软化。
⑤ 石墨化退火。用以使含(hán)有大量渗碳体的铸铁(tiě)变(biàn)成(chéng)塑性良好(hǎo)的可锻(duàn)铸铁。工艺操作是(shì)将铸件加热到950℃左右(yòu),保温一定(dìng)时间(jiān)后(hòu)适当冷却,使渗碳体(tǐ)分解形成(chéng)团絮状石墨。
⑥ 扩散退火。用以(yǐ)使合金铸件化学成分均匀化,提高(gāo)其使用(yòng)性能。方法是在不发生(shēng)熔化的前提下,将铸件加热到(dào)尽可能(néng)高的(de)温度,并长时(shí)间(jiān)保温,待合(hé)金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓(huǎn)冷。
⑦ 去应力退火(huǒ)。用以消除钢铁铸件和焊接(jiē)件的内应力。对(duì)于钢铁(tiě)制品加热后开始形(xíng)成奥氏体的温(wēn)度以下100~200℃,保(bǎo)温后在空气中冷却,即可消除内应力。
淬火,金属(shǔ)和玻璃的(de)一种热处(chù)理工艺。把合(hé)金制品或玻(bō)璃加热到一(yī)定温度,随即在水(shuǐ)、油或空气中(zhōng)急速冷(lěng)却(què),一般用以提高(gāo)合金的硬度(dù)和强度。通称“蘸(zhàn)火”。将经过淬火的工件(jiàn)重新加热到低(dī)于下(xià)临界温(wēn)度的适(shì)当(dāng)温度,保温一段时(shí)间后(hòu)在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。
钢(gāng)铁工件在(zài)淬火后具(jù)有(yǒu)以下特点:
① 得到了马(mǎ)氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡(即(jí)不稳(wěn)定)组(zǔ)织。
② 存在较大内(nèi)应力。
③ 力学性能不能(néng)满足要求。因(yīn)此(cǐ),钢铁工件淬火后一般都(dōu)要经过回火。
回火的作用在(zài)于:
① 提(tí)高组织稳定性(xìng),使工件在(zài)使用过(guò)程中不(bú)再(zài)发生组织转(zhuǎn)变,从而使工(gōng)件几何尺寸(cùn)和性能保持稳定。
② 消(xiāo)除内应力,以(yǐ)便(biàn)改善工件的使(shǐ)用(yòng)性能并稳定工件几何尺寸。
③ 调整钢铁(tiě)的(de)力学性能以满足使用(yòng)要求。
回(huí)火之所(suǒ)以具有这些作用,是因为(wéi)温度升(shēng)高时,原(yuán)子(zǐ)活动(dòng)能力增(zēng)强,钢铁中的铁、碳和其他合(hé)金(jīn)元素的原子可以较快地进行扩散,实现原子的重新排(pái)列组合,从而使不稳定(dìng)的(de)不平(píng)衡组织(zhī)逐步转(zhuǎn)变为稳定的平衡组织。内应力的消除还与温度升高时金(jīn)属强度降低有关。一般钢铁回火时,硬度和强度下降,塑性提(tí)高。回火(huǒ)温度越高,这(zhè)些力(lì)学(xué)性能的变(biàn)化越大。有些合金(jīn)元(yuán)素含量较(jiào)高的合金钢(gāng),在某一温度范围回火(huǒ)时,会析出一些颗粒细(xì)小的(de)金属化合(hé)物,使强度和硬度上升。这种现象称为二次硬化。
回火要求:用(yòng)途不同(tóng)的(de)工件应在不同温度下回(huí)火,以满足使用中(zhōng)的要(yào)求。
① 刀具、轴(zhóu)承(chéng)、渗碳淬火零件、表面淬火零件(jiàn)通常在(zài)250℃以下进行低温回火。低温(wēn)回火后硬度变(biàn)化不大,内应(yīng)力减小(xiǎo),韧性(xìng)稍有提高(gāo)。
② 弹簧在350~500℃下中温回火,可获(huò)得较高(gāo)的弹性和必要的韧性。
③ 中碳结构钢制作的零件通常(cháng)在500~600℃进行高温回火,以获得适宜的强度与韧性的良好配合。
淬火加高温回火的热处理工艺总称为调质。
钢(gāng)在300℃左(zuǒ)右回火时,常使其脆(cuì)性增大,这种现象称为(wéi)***类(lèi)回火脆(cuì)性。一般不应在这个温度区间(jiān)回火。某些(xiē)中碳合金结(jié)构钢在高温(wēn)回火后,如果缓慢冷至室(shì)温,也易于变(biàn)脆。这种现象称为第二类回火脆性(xìng)。在钢中加入(rù)钼,或(huò)回火时在油或水中冷却,都可以防(fáng)止第二类回(huí)火脆性。将第(dì)二类回火脆性的钢(gāng)重新加热至原来的(de)回火(huǒ)温(wēn)度,便可以消除这(zhè)种脆性。
一(yī).钢的退火
概念:将钢(gāng)加热、保(bǎo)温(wēn)后缓慢冷却,以获得接(jiē)近平衡组织的(de)工艺过程。
1、完全退火
工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随炉冷到500度以下→空冷室(shì)温。
目的:细(xì)化晶(jīng)粒,均匀组织 ,提高塑韧性,消除内应力(lì),便(biàn)于机械加工。
2、等温退火(huǒ)
工艺(yì):加热Ac3以上(shàng)→保(bǎo)温(wēn)→快冷至珠(zhū)光体(tǐ)转变温度→等温停留(liú)→转(zhuǎn)变为P→出炉(lú)空冷(lěng);
目(mù)的:同上。但(dàn)时间短,易(yì)控制,脱氧(yǎng)、脱碳小。(适(shì)用于过冷A比(bǐ)较稳定的(de)合(hé)金钢及大(dà)型碳(tàn)钢(gāng)件)。
3、球化退火
概念:是使钢中的渗碳体球化(huà)的工艺过程。
对象:共析(xī)钢和过共析钢
工艺:
(1)等(děng)温(wēn)球化退火加热Ac1以上20-30度→保(bǎo)温→迅速(sù)冷却到Ar1以下(xià)20度→等温→随炉冷(lěng)至600度左(zuǒ)右→出炉空(kōng)冷。
(2)普通(tōng)球化退火(huǒ)加热(rè)Ac1以(yǐ)上20-30度→保温→极缓慢冷却至600度左右(yòu)→出炉空冷。(周期长,效(xiào)率低,不适用)。
目的:降低硬度、提高塑韧性(xìng),便于切削加工。
机理:使片状或(huò)网(wǎng)状(zhuàng)渗碳(tàn)体变成颗粒(lì)状(球状)
说明(míng):退火(huǒ)加热时,组织没有(yǒu)完全A化,所以又称不完全退火。
4、去(qù)应(yīng)力退火
工(gōng)艺:加热到Ac1以下某一温度(500-650度)→保温→缓冷至室(shì)温。
目的:消除铸件、锻件(jiàn)、焊(hàn)接(jiē)件等的残余内应力(lì),稳定工件(jiàn)尺寸。
二.钢的回火
工艺:将淬火(huǒ)后的钢重新加热到A1以下(xià)某一温度保温,然后冷却(一般空冷)至室温。
目的:消(xiāo)除淬火(huǒ)产生的内(nèi)应力,稳定工件尺(chǐ)寸,降低脆性,改善切削加工性(xìng)能。
力(lì)学性能:随(suí)着回(huí)火温度的(de)升(shēng)高,硬度、强度下降,塑(sù)性韧性升高。
1、低温回火(huǒ):150-250℃ ,M回,减(jiǎn)少(shǎo)内应力和脆性,提高塑韧性(xìng),有较高的硬度和耐磨(mó)性。用(yòng)于制作量具、刀具和滚动轴承(chéng)等(děng)。
2、中温(wēn)回火(huǒ):350-500℃ ,T回,具有较高的弹性(xìng),有(yǒu)一定(dìng)的塑性和硬度。用于制作弹簧(huáng)、锻模等。
3、高(gāo)温回火:500-650℃ ,S回,具有(yǒu)良好的综合力学性能。用于制作齿轮、曲(qǔ)轴等。
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