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    干货!一(yī)文带你(nǐ)了解正(zhèng)火、退火(huǒ)、淬(cuì)火、回火

    发(fā)布时间: 2019-10-15 来源:洛阳顺(shùn)祥机械有限公司 点击:1750

    干货!一文带(dài)你了解(jiě)正火、退火、淬火、回火

    退火与回(huí)火的区别在于:(简单地说,退火就(jiù)是不要硬度,回火还保留一定硬度)。

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    回火:

      高温(wēn)回(huí)火(huǒ)所得组织为回火(huǒ)索氏体。回火(huǒ)一般不单独使用,在零件淬火处理(lǐ)后进行(háng)回火,主要目(mù)的是消除(chú)淬火应力(lì),得到(dào)要(yào)求(qiú)的组织,回火根(gēn)据(jù)回火温(wēn)度的不同分为低温(wēn)、中温和高(gāo)温回火(huǒ)。分(fèn)别得到回火(huǒ)马氏体、屈氏(shì)体和索氏体。

      其(qí)中淬(cuì)火后进行高温回(huí)火相结合的热(rè)处理(lǐ)称为调质处理,其目的是获得强度,硬度和塑性,韧性都较好(hǎo)的(de)综合机(jī)械性(xìng)能。因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床等(děng)的重要结构零件,如连(lián)杆,螺栓,齿轮及轴(zhóu)类。回火后硬度一(yī)般为(wéi)HB200-330。

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    退火:

      退火过程中发生得是珠(zhū)光(guāng)体转(zhuǎn)变,退(tuì)火的(de)主要目的是使(shǐ)金属内(nèi)部组织达(dá)到或接近平衡状态(tài),为(wéi)后续加工和(hé)***终热处理做准备。去应力退(tuì)火是为了消(xiāo)除(chú)由于塑性形变加工、焊接等而(ér)造成的以及铸件内存在的(de)残余(yú)应力(lì)而进行的退火工艺。锻造、铸造、焊接以(yǐ)及(jí)切(qiē)削加工后的工件内(nèi)部(bù)存在内应力,如不及时消(xiāo)除,将使工件在加工(gōng)和使用过程中发(fā)生变形,影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生(shēng)的内应力十分重要。去应(yīng)力退火的(de)加热温度低(dī)于相变温度,因此,在整个(gè)热处理过程(chéng)中不发生组织转变。

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    内应力主(zhǔ)要(yào)是通过工件在保温(wēn)和缓冷过程(chéng)中自然消除的。为(wéi)了使工件内(nèi)应力消除得更彻底,在加(jiā)热时应控制加(jiā)热温度。一(yī)般是低温(wēn)进炉(lú),然后以100℃/h左(zuǒ)右得加热(rè)速度加热到规定温度。焊接件(jiàn)得加热温度应略高于600℃。保温时间视情况而(ér)定,通常(cháng)为2~4h。铸件去(qù)应(yīng)力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以(yǐ)下才(cái)能出(chū)炉空冷。时效处理可分为自然时效(xiào)和人(rén)工时效两种自然时效是(shì)将铸件置于露天场地半年(nián)以上,便其(qí)缓(huǎn)缓地(dì)发生,从而(ér)使残(cán)余应力消(xiāo)除或减(jiǎn)少(shǎo),人工时效是将(jiāng)铸件加热到550~650℃进行去应力退火,它比自然时效节(jiē)省时间,残余应(yīng)力去除较为彻底。

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    什么(me)叫回火(huǒ)?

      回火是将(jiāng)淬火后的金属(shǔ)成材(cái)或(huò)零件加热到某一温度,保温一(yī)定时间后(hòu),以一(yī)定方式冷却的热处理工艺,回火是淬火后(hòu)紧(jǐn)接着进行的一种操作,通常也是工件进(jìn)行热(rè)处理(lǐ)的***后一道工序,因而把淬火和回火的联合工(gōng)艺称为(wéi)***终热处(chù)理。淬火与回火的主要目的是(shì):

      1)减(jiǎn)少内(nèi)应力和降低脆性,淬(cuì)火件(jiàn)存在着很大的应(yīng)力和脆性,如没有及时回火往往(wǎng)会产(chǎn)生(shēng)变形甚至开裂(liè)。

      2)调整工件的机械性能,工件淬(cuì)火后,硬(yìng)度高,脆性(xìng)大,为了满足各种(zhǒng)工件不(bú)同的性能要求,可以通过回火来调(diào)整,硬度(dù),强(qiáng)度(dù),塑性(xìng)和韧性。

      3)稳定工(gōng)件尺寸。通过(guò)回(huí)火(huǒ)可使(shǐ)金(jīn)相(xiàng)组织趋于稳定,以保证在以(yǐ)后的(de)使用过程(chéng)中(zhōng)不(bú)再发生变形。

      4)改善某些合金钢的切削性能。

      在生(shēng)产中(zhōng),常(cháng)根据对(duì)工件性能的要求。按加(jiā)热温度的不(bú)同,把回火分为低温回火(huǒ),中温回(huí)火,和高温回火。淬火和随后的高温回火相结合(hé)的热处理(lǐ)工艺称为调质,即在具有高度强度的同时,又有好的塑性韧性。主(zhǔ)要用于处理随较大载荷的机器结构零(líng)件,如机床主轴,汽车后桥半(bàn)轴,强力(lì)齿(chǐ)轮等。

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    什么叫(jiào)淬火(huǒ)?

      淬火是把金(jīn)属成材或零件加热到相变温度以上(shàng),保温(wēn)后,以大于临界冷却速度的急剧冷却,以(yǐ)获得马氏(shì)体组织的热处(chù)理工艺。淬(cuì)火(huǒ)是为了得到马氏体(tǐ)组织,再经回(huí)火后,使工件获得(dé)良好的(de)使用性(xìng)能,以充(chōng)分发挥材(cái)料的潜力。其主要目的是:

      1)提(tí)高金属成材或零件的(de)机械性能。例(lì)如:提高工(gōng)具、轴承等的硬度和耐磨性,提高弹簧(huáng)的弹性极限,提高轴类零(líng)件的综合(hé)机械性能(néng)等(děng)。

      2)改善某些特殊钢的(de)材料性能或(huò)化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。

      淬火冷(lěng)却时,除需合理选用淬火(huǒ)介质外,还要有正确的(de)淬火方法,常用的淬火方法,主要有单(dān)液淬(cuì)火,双液淬火,分级(jí)淬火、等温(wēn)淬火,局部淬火等(děng)。

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    正火、退火、淬火(huǒ)、回(huí)火、的区别(bié)与联系(xì)?

      正火(huǒ)有(yǒu)以下(xià)目的和用(yòng)途:

      ① 对亚共(gòng)析(xī)钢,正火用以消除铸、锻(duàn)、焊件的过热粗晶组织和魏(wèi)氏(shì)组织,轧材(cái)中(zhōng)的带状(zhuàng)组织;细化晶粒;并可(kě)作为淬火前的预先热处理。

      ② 对过共(gòng)析钢,正火可以消除网状二次渗碳体,并使珠光(guāng)体细化,不但改善机械性能(néng),而且有利(lì)于以(yǐ)后的球化退火。

      ③ 对低碳深冲薄(báo)钢板,正火(huǒ)可以消(xiāo)除(chú)晶界的游离渗碳体(tǐ),以改(gǎi)善其深冲(chōng)性(xìng)能(néng)。

      ④ 对低碳钢(gāng)和低碳低(dī)合(hé)金钢,采用正火,可得到(dào)较多的细(xì)片(piàn)状珠光体组织,使硬度增(zēng)高到HB140-190,避免切削时的“粘刀”现(xiàn)象,改善切削加工性。对中碳(tàn)钢,在既(jì)可用正(zhèng)火又可用退(tuì)火(huǒ)的场合下,用正火更为经济和(hé)方(fāng)便。

      ⑤ 对(duì)普通(tōng)中碳结构钢,在力学性(xìng)能要求不高的场合下,可用正火代替淬火加高温回火(huǒ),不仅操(cāo)作简便,而且使(shǐ)钢材的(de)组织(zhī)和尺寸稳定。

      ⑥ 高温(wēn)正火(huǒ)(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩(kuò)散速度较高,可以减少铸(zhù)件(jiàn)和锻件的成(chéng)分偏析。高温正(zhèng)火后的粗大晶粒可通过随(suí)后第二次较(jiào)低(dī)温度(dù)的正(zhèng)火予(yǔ)以细化。

      ⑦ 对(duì)某些用于汽轮(lún)机和锅炉的低(dī)、中碳合(hé)金钢,常采用正(zhèng)火以获得贝氏体组织,再经高温回火(huǒ),用于(yú)400~550℃时具有良好的抗(kàng)蠕变能力(lì)。

      ⑧ 除钢件和钢材以(yǐ)外,正火还广泛用于(yú)球(qiú)墨铸(zhù)铁热处理,使其获得珠光体基体,提(tí)高球墨铸铁的强度。

      由于(yú)正火的特(tè)点是空(kōng)气冷却,因(yīn)而环境(jìng)气温、堆放方式、气流及工件尺寸对正火(huǒ)后的(de)组织和(hé)性能均有影(yǐng)响。正火组织还可作为合金钢的(de)一(yī)种分类方(fāng)法。通(tōng)常根据直(zhí)径为25毫米的(de)试(shì)样加热到900℃后,空冷得到的组织,将(jiāng)合金钢分(fèn)为(wéi)珠光体钢、贝氏体(tǐ)钢、马氏体钢和奥氏体钢(gāng)。

      退火是将金属缓慢加热(rè)到(dào)一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却(què)的一(yī)种(zhǒng)金属热处理工艺(yì)。退(tuì)火热处理分(fèn)为完全(quán)退火,不完全退火(huǒ)和去应力退火。退火(huǒ)材料的力学性(xìng)能可以用拉伸试验来检测(cè),也可以用硬度试验来检测。许多(duō)钢(gāng)材都是以退火热处(chù)理状态供货的(de),钢材(cái)硬度(dù)检测可(kě)以采用洛氏硬度计,测试HRB硬度,对于较薄(báo)的(de)钢板、钢带以及薄(báo)壁钢(gāng)管,可以采用(yòng)表(biǎo)面(miàn)洛氏硬度计,检(jiǎn)测HRT硬(yìng)度。

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    退火的(de)目的在(zài)于:

      ① 改善或消除(chú)钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程(chéng)中所(suǒ)造成的(de)各种组(zǔ)织缺(quē)陷以(yǐ)及残(cán)余应(yīng)力,防止工(gōng)件变形(xíng)、开裂。

      ② 软化工(gōng)件以便进行切削加工。

      ③ 细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。

      ④ 为***终热处理(lǐ)(淬火、回火)作好组(zǔ)织准备。

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    常用的退火(huǒ)工艺有(yǒu):

      ① 完全退火。用以细化中、低碳(tàn)钢经铸造、锻(duàn)压和焊接后出现(xiàn)的力学性能不佳的粗大过热组织(zhī)。将(jiāng)工件加热到(dào)铁素(sù)体全部转变(biàn)为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然(rán)后随炉缓慢冷(lěng)却,在(zài)冷(lěng)却过程(chéng)中奥氏体(tǐ)再次发生转(zhuǎn)变,即可使钢的组织变细。

      ② 球化退(tuì)火。用以降低工具钢和轴承钢锻压后(hòu)的偏高(gāo)硬度(dù)。将工件加热到钢开始形成奥氏体(tǐ)的温度以(yǐ)上20~40℃,保温后(hòu)缓慢冷却,在冷却(què)过程中珠(zhū)光体中的(de)片层状渗碳(tàn)体变为球(qiú)状,从而降(jiàng)低了硬度。

      ③ 等(děng)温(wēn)退火。用以(yǐ)降低某些镍、铬含量较高的合金结构(gòu)钢的高硬度,以进行切削加(jiā)工。一般先以较快速度(dù)冷却到奥(ào)氏体***不稳定的温度(dù),保温适当时间,奥氏(shì)体转(zhuǎn)变为托氏体或索氏体(tǐ),硬度即可(kě)降 低。

      ④ 再结晶退火。用以(yǐ)消除金属(shǔ)线材(cái)、薄板(bǎn)在冷拔、冷(lěng)轧过程(chéng)中的硬化(huà)现(xiàn)象(硬度升高、塑(sù)性下降)。加热温度一(yī)般为钢(gāng)开始(shǐ)形成奥氏体的(de)温度以下50~150℃ ,只有这样才能(néng)消(xiāo)除加工硬化效(xiào)应使金属(shǔ)软化。

      ⑤ 石墨化(huà)退(tuì)火。用(yòng)以使含有大量渗碳体的(de)铸铁变成塑性良(liáng)好的可锻铸铁。工艺操作是将(jiāng)铸件(jiàn)加热(rè)到950℃左右,保温(wēn)一定时间后(hòu)适当冷却,使(shǐ)渗碳体(tǐ)分解形(xíng)成团(tuán)絮(xù)状石墨。

      ⑥ 扩(kuò)散退火。用以使合金(jīn)铸件化学成(chéng)分均匀化,提高其使用(yòng)性(xìng)能。方(fāng)法是在不发生熔(róng)化的前提下(xià),将铸件加热到尽可能(néng)高的温(wēn)度,并长时间保温,待合(hé)金中(zhōng)各种(zhǒng)元素扩散(sàn)趋于均(jun1)匀分布(bù)后缓冷。

      ⑦ 去应力退火(huǒ)。用以消(xiāo)除钢铁(tiě)铸件和焊接件的内应(yīng)力(lì)。对于钢铁制品(pǐn)加热后开始形成奥氏(shì)体的温(wēn)度(dù)以下100~200℃,保温(wēn)后(hòu)在空气中冷却,即可(kě)消除内应力。

      淬火,金属(shǔ)和玻璃的一种热处理工艺。把合金制品或玻璃(lí)加热到(dào)一定温度,随即在(zài)水、油或空气中急速冷却,一般用(yòng)以提高(gāo)合金的硬度和(hé)强度。通称“蘸火”。将经过(guò)淬火的工件重新加热到低于下临界温度(dù)的适当(dāng)温度,保温一段时间后(hòu)在空气或水(shuǐ)、油等介质中冷却的金属热处理(lǐ)。

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    钢铁工件在淬火后具有以下特(tè)点:

      ① 得到了(le)马氏体、贝氏体、残余奥氏体等不平衡(即(jí)不稳定)组织。

      ② 存在较(jiào)大(dà)内(nèi)应力。

      ③ 力学性(xìng)能(néng)不能满足(zú)要求。因此,钢铁工件(jiàn)淬(cuì)火(huǒ)后一(yī)般都(dōu)要经(jīng)过(guò)回火(huǒ)。

      回火的作用在于:

      ① 提高组织稳定性,使工件在使用(yòng)过程中不(bú)再发生(shēng)组织转变,从而使工件几何尺寸和性(xìng)能保(bǎo)持(chí)稳定。

      ② 消除(chú)内应力,以(yǐ)便改善工(gōng)件的使(shǐ)用性(xìng)能(néng)并稳定工件(jiàn)几何尺(chǐ)寸。

      ③ 调整钢铁(tiě)的(de)力学性能以满足使用要求(qiú)。

      回火之所(suǒ)以具有这些作用,是因为温度升高时,原子活动能力增强,钢铁(tiě)中的铁(tiě)、碳和其他合金元素的原子可以(yǐ)较快地进行扩散,实现(xiàn)原子的重新排列组合,从而使(shǐ)不稳定的(de)不平衡组织逐步转变为稳定的平衡组织(zhī)。内应力的消除还与温度(dù)升高时金属强度降低(dī)有关。一般钢铁回火时,硬度和强度(dù)下降(jiàng),塑性提高。回火温度(dù)越高,这些力学性能的变化越大。有些(xiē)合金元素含(hán)量较高的合金(jīn)钢,在(zài)某一温度(dù)范(fàn)围(wéi)回火时,会析出(chū)一些(xiē)颗粒细小(xiǎo)的金属化(huà)合物,使强(qiáng)度和硬度上升。这种现象(xiàng)称为(wéi)二次硬化。

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    回火要求:用途不同的工件应在不同温度下回火(huǒ),以满(mǎn)足使(shǐ)用中的要求。

      ① 刀具(jù)、轴承、渗碳淬火零件、表(biǎo)面(miàn)淬火零件通(tōng)常在250℃以下进行(háng)低温回火(huǒ)。低温回(huí)火后(hòu)硬度变(biàn)化不大,内应力减小(xiǎo),韧性稍有提高。

      ② 弹(dàn)簧在350~500℃下中温回火,可获得较(jiào)高的弹性(xìng)和必要的韧性。

      ③ 中碳结构钢制作的零件通常在500~600℃进行(háng)高温回火,以获得适(shì)宜的强度与韧性的(de)良(liáng)好配合。

      淬火加高温回火的热处理工艺总称为(wéi)调质。

      钢在300℃左右回火(huǒ)时,常使其脆(cuì)性增大,这种现象称为***类回火脆性。一(yī)般不应在这个(gè)温度区间回火。某些中碳合金结(jié)构钢在高温回火后,如果缓慢冷至室温,也易(yì)于变脆(cuì)。这种现象称为第二类回火脆性。在钢(gāng)中加(jiā)入钼,或(huò)回(huí)火时在油或水中冷却,都可以防止第二类回火脆性。将(jiāng)第二类回火脆性的钢重新(xīn)加热至原来的回火温度,便可以(yǐ)消(xiāo)除这种脆(cuì)性。

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    一.钢的退(tuì)火(huǒ)

      概念(niàn):将(jiāng)钢加热、保(bǎo)温后缓慢冷却(què),以(yǐ)获得接近平(píng)衡组织的工艺过程。

      1、完全退火

      工艺(yì):加热Ac3以(yǐ)上30-50℃→保温→随炉冷到(dào)500度以下→空冷室温(wēn)。

      目的:细化(huà)晶粒,均匀组(zǔ)织(zhī) ,提高塑韧(rèn)性(xìng),消除内应力,便于(yú)机械加工。

      2、等温退火

      工(gōng)艺:加热Ac3以(yǐ)上(shàng)→保温→快冷至珠光体转变温度→等(děng)温停留(liú)→转变为P→出炉空冷;

      目的(de):同(tóng)上。但(dàn)时(shí)间短,易控(kòng)制,脱氧、脱碳(tàn)小(xiǎo)。(适(shì)用(yòng)于过冷A比(bǐ)较稳定的合金钢及大型碳(tàn)钢件)。

      3、球化退(tuì)火

      概念:是(shì)使钢中的渗碳(tàn)体球化的工艺过程(chéng)。

      对象:共析钢和过共析钢

      工艺:

      (1)等温球化退火加(jiā)热Ac1以上20-30度(dù)→保温→迅速冷却(què)到(dào)Ar1以下20度(dù)→等温(wēn)→随炉(lú)冷至600度左右→出炉空冷。

      (2)普通球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→极缓慢冷却至600度左右→出炉空冷。(周期(qī)长,效率低,不(bú)适用)。

      目的:降低硬度、提高塑(sù)韧性,便于切削加工(gōng)。

      机(jī)理:使片状(zhuàng)或网状(zhuàng)渗碳体变成颗粒状(球状)

      说明(míng):退火(huǒ)加热时(shí),组(zǔ)织没(méi)有完全A化,所以(yǐ)又称不完全退火。

      4、去应力退火

      工艺:加热到(dào)Ac1以下(xià)某(mǒu)一温(wēn)度(dù)(500-650度)→保温(wēn)→缓冷至室温。

      目的:消除铸(zhù)件、锻件、焊接件等的残余内应力,稳定工(gōng)件(jiàn)尺寸(cùn)。

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    二(èr).钢的回(huí)火

      工艺:将(jiāng)淬火(huǒ)后的钢重新加热到A1以下某一温度(dù)保(bǎo)温,然后(hòu)冷却(què)(一般空冷(lěng))至室温。

      目的:消除淬火产生的内应力,稳定工件尺寸,降低(dī)脆性(xìng),改(gǎi)善切削加工(gōng)性能。

      力学性能:随着回火温(wēn)度的升高(gāo),硬(yìng)度、强度下降(jiàng),塑性韧性升高。

      1、低温回(huí)火:150-250℃ ,M回,减少内应力和脆性,提高塑韧性,有较高(gāo)的硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和滚动轴承等。

      2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有较高的弹性(xìng),有一(yī)定(dìng)的塑性和硬度。用于制(zhì)作弹簧、锻模等。

      3、高温回火:500-650℃ ,S回,具(jù)有良(liáng)好的综合(hé)力学性能。用(yòng)于制作齿轮、曲轴等(děng)。


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