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    退火工藝基礎知識大全,太全面了

    2019-01-30   來源:   點擊數:14次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港調查隊獲悉:B在鋼中的主要作用是增加鋼的淬透性,從而節約其他較稀貴的金屬,與鎳、鉻、鉬等。為了這一目的,其含量一般規定在0.001%~0.005%范圍內。它可以代替1.6%的鎳、0.3%的鉻或0.2%的鉬,以硼代鉬應注意,因鉬能防止或降低回火脆性,而硼卻略有促進回火脆性的傾向,所以不能用硼將鉬完全代替。
      
      中碳碳素鋼中加硼,由于提高了淬透性,可使厚20mm以上的鋼材調質后性能大為改善,因此,可用40B和40MnB鋼代替40Cr,可用20Mn2TiB鋼代替20CrMnTi滲碳鋼。但由于硼的作用隨鋼中碳的含量的增加而減弱,甚至消失,在選用含硼滲碳鋼時,必須考慮到零件滲碳后,滲碳層的淬透性將低于芯部的淬透性的這一特點。
      
      彈簧鋼一般要求完全淬透,通常彈簧面積不大,采用含硼鋼有利。對高硅彈簧鋼硼的作用波動較大,不便采用。
      
      硼和氮及氧有強的親和力,沸騰鋼中加入0.007%的硼,可以消除鋼的時效現象。
      
      退火工藝
      
      將金屬或合金加熱到適當溫度,保溫一定時間,然后緩慢冷卻(一般為隨爐冷卻),的熱處理工藝叫做退火。
      
      退火的實質是將鋼加熱到奧氏體化后進行珠光體轉變,退火后的組織是接近平衡后的組織。
      
      中國鋼管信息港調查隊獲悉:退火的目的:
      
      (1)降低鋼的硬度,提高塑性,便于機加工和冷變形加工;
      
      (2)均勻鋼的化學成分及組織,細化晶粒,改善鋼的性能或為淬火作組織準
      
      備;
      
      (3)消除內應力和加工硬化,以防變形和開裂。
      
      退火和正火主要用于預備熱處理,對于受力不大、性能要求不高的零件,退火和正火也可作為最終熱處理。
      
      退火方法的分類
      
      常用的退火方法,按加熱溫度分為:
      
      臨界溫度(Ac1或Ac3)以上的相變重結晶退火:完全退火、擴散退火、不完全退火、球化退火。
      
      臨界溫度(Ac1或Ac3)以下的退火:再結晶退火、去應力退火。
      
      七類退火方式
      
      1、完全退火
      
      工藝:將鋼加熱到Ac3以上20~30℃,保溫一段時間后緩慢冷卻(隨爐)以獲得接近平衡組織的熱處理工藝(完全奧氏體化)。
      
      完全退火主要用于亞共析鋼(wc=0.3~0.6%),一般是中碳鋼及低、中碳合金鋼鑄件、鍛件及熱軋型材,有時也用于它們的焊接件。低碳鋼完全退火后硬度偏低,不利于切削加工;過共析鋼加熱至Accm以上奧氏體狀態緩慢冷卻退火時,Fe3CⅡ會以網狀沿晶界析出,使鋼的強度、硬度、塑性和韌性顯著降低,給最終熱處理留下隱患。
      
      中國鋼管信息港調查隊獲悉:目的:細化晶粒、均勻組織、消除內應力、降低硬度和改善鋼的切削加工性。 亞共析鋼完全退火后的組織為F+P。
      
      實際生產中,為提高生產率,退火冷卻至500℃左右即出爐空冷。
      
      2、等溫退火
      
      完全退火需要的時間長,尤其是過冷奧氏體化比較穩定的合金鋼。如將奧氏體化后的鋼較快地冷至稍低于Ar1溫度等溫,是A轉變為P,再空冷至室溫,可大大縮短退火時間,這種退火方法叫等溫退火。
      
      工藝:將鋼加熱到高于Ac3(或Ac1)的溫度,保溫適當時間后,較快冷卻到珠光體區的某一溫度,并等溫保持,使奧氏體轉變為珠光體,然后空冷至室溫的熱處理工藝。
      
      目的:與完全退火相同,轉變較易控制。
      
      適用于A較穩定的鋼:高碳鋼(wc>0.6%)、合金工具鋼、高合金鋼(合金元素的總量>10%)。等溫退火還有利于獲得均勻的組織和性能。但不適用于大截面鋼件和大批量爐料,因為等溫退火不易使工件內部或批量工件都達到等溫溫度。
      
      3、不完全退火
      
      工藝:將鋼加熱到Ac1~Ac3(亞共析鋼)或Ac1~Accm(過共析鋼)經保溫后緩慢冷卻以獲得近于平衡組織的熱處理工藝。
      
      主要用于過共析鋼獲得球狀珠光體組織,以消除內應力,降低硬度,改善切削加工性。球化退火是不完全退火的一種。
      
      4、球化退火
      
      使鋼中碳化物球狀化,獲得粒狀珠光體的一種熱處理工藝。
      
      工藝:加熱至Ac1以上20~30℃溫度,保溫時間不宜太長,一般以2~4h為宜,冷卻方式通常采用爐冷,或在Ar1以下20℃左右進行較長時間等溫。
      
      主要用于共析鋼和過共析鋼,如碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼等。過共析鋼經軋制、鍛造后空冷的組織是片層狀的珠光體與網狀滲碳體,這種組織硬而脆,不僅難以切削加工,在以后的淬火過程中也容易變形和開裂。球化退火得到球狀珠光體,在球狀珠光體中,滲碳體呈球狀的細小顆粒,彌散分布在鐵素體基體上。球狀珠光體與片狀珠光體相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加熱時,奧氏體晶粒不易粗大,冷卻時變形和開裂傾向小。如果過共析鋼有網狀滲碳體存在時,必須在球化退火前采用正火工藝消除,才能保證球化退火正常進行。
      
      目的:降低硬度、均勻組織、改善切削加工性為淬火作組織準備。 球化退火工藝方法很多,主要有:
      
      a)一次球化退火工藝:將鋼加熱到Ac1以上20~30℃,保溫適當時間,然后隨爐緩慢冷卻。要求退火前原始組織為細片狀珠光體,不允許有滲碳體網存在。
      
      b)等溫球化退火工藝:將鋼加熱保溫后,隨爐冷卻到略低于Ar1的溫度進行等溫(一般在Ar1以下10~30℃)。等溫結束后隨爐緩冷到500℃左右即出爐空冷。有周期短,球化組織均勻,質量易控等優點。
      
      c)往復球化退火工藝。
      
      5、擴散退火(均勻化退火)
      
      工藝:將鋼錠、鑄件或鍛坯加熱至略低于固相線的溫度下長時間保溫,然后緩慢冷卻以消除化學成分不均勻現象的熱處理工藝。
      
      中國鋼管信息港調查隊獲悉:目的:消除鑄錠在凝固過程中產生的枝晶偏析及區域偏析,使成分和組織均勻化。
      
      擴散退火的加熱溫度很高,通常為Ac3或Accm以上100~200℃,具體溫度視偏析程度及鋼種而定,
      
      保溫時間一般為10~15小時。擴散退火后需完全退火及正火處理,以細化組織。
      
      應用于一些優質合金鋼及偏析較嚴重的合金鋼鑄件及鋼錠。
      
      6、去應力退火
      
      工藝:將鋼件加熱至低于Ac1的某一溫度(一般為500~650℃),保溫,然后隨爐冷卻。
      
      去應力退火溫度低于A1,因此去應力退火不引起組織變化。
      
      目的:消除殘余內應力。
      
      7、再結晶退火
      
      再結晶退火又稱中間退火,是把冷變形后的金屬加熱到再結晶溫度以上保持適當時間,使變形晶粒重新轉變為均勻等軸晶粒而消除加工硬化和殘余應力的熱處理工藝。
      
      再結晶現象的產生,首先必須有一定量的冷塑性變形,其次必須加熱到一定溫度以上。發生再結晶現象的最低溫度稱為最低再結晶溫度。一般金屬材料的最低再結晶溫度為:
      
      T再=0.4T熔
      
      再結晶退火的加熱溫度應比最低再結晶溫度高100~200℃(鋼材的最低再結晶溫度為450℃左右),適當保溫后緩慢冷卻。
      
      H是一般鋼中最有害的元素,鋼中溶有氫會引起鋼的氫脆、白點等缺陷。氫與氧、氮一樣,在固態鋼中溶解度極小,在高溫時溶入鋼液,冷卻時來不及逸出而積聚在組織中形成高壓細微氣孔,使鋼的塑性、韌度和疲勞強度急劇降低,嚴重時會造成裂紋、脆斷。“氫脆”主要出現在馬氏體鋼中,在鐵氧體鋼中不十分突出,一般與硬度和含碳量一起增加。
      
      中國鋼管信息港調查隊獲悉:另一方面,H能提高鋼的磁導率,但也會使矯頑力和鐵損增加(加H后矯頑力可增大0.5~2倍)。
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