退火,、正火、淬火,、回火工藝

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金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度,，并在此溫度中保持一定時(shí)間后，又以不同速度冷卻的一種工藝方法,。
, h/ q6 M( D3 O6 r# J/ x3 n( N    金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一,，與其它加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織,，或改變工件表面的化學(xué)成分,，賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量,，而這一般不是肉眼所能看到的,。
    為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能、物理性能和化學(xué)性能,，除合理選用材料和各種成形工藝外,，熱處理工藝往往是必不可少的。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料,，鋼鐵顯微組織復(fù)雜,，可以通過熱處理予以控制，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容,。另外,，鋁、銅,、鎂,、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué)、物理和化學(xué)性能,，以獲得不同的使用性能,。
% T& q  x$ ]) ^2 U1 C/ R    在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí),。早在公元前770～前222年,，中國人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn)，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化,。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝,。
    公元前六世紀(jì)，鋼鐵兵器逐漸被采用,，為了提高鋼的硬度,，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟,，其顯微組織中都有馬氏體存在,，說明是經(jīng)過淬火的。
    隨著淬火技術(shù)的發(fā)展,，人們逐漸發(fā)現(xiàn)冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響,。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的,。這說明中國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了，同時(shí)也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%,，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上,，說明已應(yīng)用了滲碳工藝。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的秘密,，不肯外傳,，因而發(fā)展很慢。
+ c* ]& z. T+ _; S: o5 l. ^$ F    1863年,，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織,，證明了鋼在加熱和冷卻時(shí)，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變,，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相,。法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖,，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎(chǔ),。與此同時(shí)，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對(duì)金屬的保護(hù)方法,，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等,。
    1850～1880年，對(duì)于應(yīng)用各種氣體(如氫氣,、煤氣,、一氧化碳等)進(jìn)行保護(hù)加熱曾有一系列專利。1889～1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利,。
/ }! v7 A( l* |0 e; [    二十世紀(jì)以來,，金屬物理的發(fā)展和其它新技術(shù)的移植應(yīng)用，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展,。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年,，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳 ；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì),使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控,，以后又研究出用二氧化碳紅外儀,、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法；60年代,，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場(chǎng)的作用,，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝,；激光,、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法,。
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二 金屬熱處理的工藝
    熱處理工藝一般包括加熱,、保溫,、冷卻三個(gè)過程，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程,。這些過程互相銜接,，不可間斷。
5 H" l6 m: R9 ]( e7 T    加熱是熱處理的重要步驟之一,。金屬熱處理的加熱方法很多,，最早是采用木炭和煤作為熱源，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料,。電的應(yīng)用使加熱易于控制,，且無環(huán)境污染。利用這些熱源可以直接加熱,，也可以通過熔融的鹽或金屬,，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱。
5 n' l/ q( u7 G) O    金屬加熱時(shí),，工件暴露在空氣中,，常常發(fā)生氧化、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),，這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響,。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中、熔融鹽中和真空中加熱,，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱,。
( l3 x5 a. Y$ y    加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一，選擇和控制加熱溫度 ,，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題,。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異，但一般都是加熱到相變溫度以上,，以獲得需要的組織,。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí),，還須在此溫度保持一定時(shí)間,，使內(nèi)外溫度一致，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間,。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快,，一般就沒有保溫時(shí)間或保溫時(shí)間很短,，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(zhǎng)。
    冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,，冷卻方法因工藝不同而不同,，主要是控制冷卻速度,。一般退火的冷卻速度最慢，正火的冷卻速度較快,，淬火的冷卻速度更快,。但還因鋼種不同而有不同的要求,，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬,。
9 F) O: }3 F- Q2 M5 a6 j) s& m9 }    金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理,、局部熱處理和化學(xué)熱處理等,。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同,，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝,。同一種金屬采用不同的熱處理工藝，可獲得不同的組織,，從而具有不同的性能,。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜,，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多,。
    整體熱處理是對(duì)工件整體加熱，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s,，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝,。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火,、淬火和回火四種基本工藝,。
    退火→將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間,，然后進(jìn)行緩慢冷卻(冷卻速度最慢),，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)，獲得良好的工藝性能和使用性能,，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備,。
$ O* T) U; }. D! f正火→將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似,，只是得到的組織更細(xì),，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理,。
    淬火→將工件加熱保溫后,，在水、油或其它無機(jī)鹽,、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻,。淬火后鋼件變硬,，但同時(shí)變脆。為了降低鋼件的脆性,，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫,，再進(jìn)行冷卻，這種工藝稱為回火,。退火,、正火、淬火,、回火是整體熱處理中的“四把火”,，其中的淬火與回火關(guān)系密切，常常配合使用,，缺一不可,。
5 K( Z7 s' u2 x% r; [8 g6 W, S$ i    “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同，又演變出不同的熱處理工藝 ,。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性,，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝，稱為調(diào)質(zhì),。某些合金淬火形成過飽和固溶體后,，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長(zhǎng)時(shí)間，以提高合金的硬度,、強(qiáng)度或電性磁性等,。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理。把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行,，使工件獲得很好的強(qiáng)度,、韌性配合的方法稱為形變熱處理；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理,，它不僅能使工件不氧化,，不脫碳，保持處理后工件表面光潔,，提高工件的性能,，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理。
    表面熱處理是只加熱工件表層,，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝,。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度,，即在單位面積的工件上給予較大的熱能,，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法,，有激光熱處理,、火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理,，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應(yīng)電流,、激光和電子束等,。

$ L! a; o2 r2 P8 V) ^! F; P    化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分、組織和性能的金屬熱處理工藝,�,；瘜W(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分�,；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳,、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體、液體,、固體)中加熱，保溫較長(zhǎng)時(shí)間,，從而使工件表層滲入碳,、氮、硼和鉻等元素,。滲入元素后,，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火�,；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳,、滲氮、滲金屬,、復(fù)合滲等,。
0 O- x; y) Y* Z2 _    熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一。大體來說,，它可以保證和提高工件的各種性能 ,，如耐磨、耐腐蝕等,。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài),，以利于進(jìn)行各種冷、熱加工,。
例如白口鑄鐵經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵,，提高塑性 ；齒輪采用正確的熱處理工藝,，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高,；另外，價(jià)廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能,，可以代替某些耐熱鋼,、不銹鋼,；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過熱處理方可使用。

+ l# W1 w8 ~* e" D0 F% K6 j三 鋼的分類
    鋼是以鐵,、碳為主要成分的合金,，它的含碳量一般小于2.11% 。鋼是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中極為重要的金屬材料,。鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼（簡(jiǎn)稱碳鋼）與合金鋼兩大類,。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金，除鐵,、碳為其主要成分外,，還含有少量的錳、硅,、硫,、磷等雜質(zhì)。碳鋼具有一定的機(jī)械性能,，又有良好的工藝性能,，且價(jià)格低廉。因此,，碳鋼獲得了廣泛的應(yīng)用,。但隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，碳鋼的性能已不能完全滿足需要,，于是人們研制了各種合金鋼,。合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上，有目的地加入某些元素（稱為合金元素）而得到的多元合金,。與碳鋼比,，合金鋼的性能有顯著的提高，故應(yīng)用日益廣泛,。
) F+ ]: R* R5 U$ j    由于鋼材品種繁多,，為了便于生產(chǎn)、保管,、選用與研究,，必須對(duì)鋼材加以分類。按鋼材的用途,、化學(xué)成分,、質(zhì)量的不同，可將鋼分為許多類：
2 H% J6 L' |" b$ r) S1 w（一）． 按用途分類
( ^$ s3 w: ?3 u按鋼材的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼,、工具鋼,、特殊性能鋼三大類。
1.結(jié)構(gòu)鋼：
（1）.用作各種機(jī)器零件的鋼。它包括滲碳鋼,、調(diào)質(zhì)鋼,、彈簧鋼及滾動(dòng)軸承鋼。
8 R  A- F7 ?+ ]; s5 j: Q2 O/ b（2）．用作工程結(jié)構(gòu)的鋼,。它包括碳素鋼中的甲,、乙、特類鋼及普通低合金鋼,。
2.工具鋼：用來制造各種工具的鋼,。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼、模具鋼與量具鋼,。
3.特殊性能鋼：是具有特殊物理化學(xué)性能的鋼,。可分為不銹鋼,、耐熱鋼,、耐磨鋼、磁鋼等,。
（二）． 按化學(xué)成分分類
按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類,。
7 k" I( o7 d: }碳素鋼：按含碳量又可分為低碳鋼（含碳量≤0.25%）；中碳鋼（0.25%＜含碳量＜0.6%）,；高碳鋼（含碳量≥0.6%）。
合金鋼：按合金元素含量又可分為低合金鋼（合金元素總含量≤5%）,；中合金鋼（合金元素總含量=5%--10%）,；高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。此外,，根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同,，也可分為錳鋼、鉻鋼,、鉻鎳鋼,、鉻錳鈦鋼等。
2 \$ i) U; O) u0 q0 {( v6 i( O（三）． 按質(zhì)量分類
( f4 y- \( T2 e按鋼材中有害雜質(zhì)磷,、硫的含量可分為普通鋼（含磷量≤0.045%,、含硫量≤0.055%；或磷,、硫含量均≤0.050%）,；優(yōu)質(zhì)鋼（磷、硫含量含硫量≤0.030%）,。
: ~& P/ `5 `6 S5 g0 n4 e- S1 Z此外,，還有按冶煉爐的種類，將鋼分為平爐鋼（酸性平爐、堿性平爐）,，空氣轉(zhuǎn)爐鋼（酸性轉(zhuǎn)爐,、堿性轉(zhuǎn)爐、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼）與電爐鋼,。按冶煉時(shí)脫氧程度,，將鋼分為沸騰鋼（脫氧不完全），鎮(zhèn)靜鋼（脫氧比較完全）及半鎮(zhèn)靜鋼,。
. y. b: ^+ }. O$ ?鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時(shí),，往往將用途、成分,、質(zhì)量這三種分類方法結(jié)合起來,。如將鋼稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,、碳素工具鋼,、高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼,、合金工具鋼等,。均≤0.040%）；高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（含磷量≤0.035%,、
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四 金屬材料的機(jī)械性能
2 W9 V& O+ b1 ~: F金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類,。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中，金屬材料在所定的冷,、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能,。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力,。由于加工條件不同,，要求的工藝性能也就不同，如鑄造性能,、可焊性,、可鍛性、熱處理性能,、切削加工性等,。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能,，它包括機(jī)械性能,、物理性能、化學(xué)性能等,。金屬材料使用性能的好壞,，決定了它的使用范圍與使用壽命,。
: p+ c6 s6 I( E8 ~  g2 O0 E: f! x在機(jī)械制造業(yè)中，一般機(jī)械零件都是在常溫,、常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的,，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能,，稱為機(jī)械性能（或稱為力學(xué)性能）,。金屬材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù)。外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸,、壓縮,、扭轉(zhuǎn)、沖擊,、循環(huán)載荷等）,，對(duì)金屬材料要求的機(jī)械性能也將不同。常用的機(jī)械性能包括：強(qiáng)度,、塑性,、硬度、韌性,、多次沖擊抗力和疲勞極限等,。下面將分別討論各種機(jī)械性能。

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1． 強(qiáng)度
" \1 s( @2 x+ `1 x* d' G& E9 b+ D! n強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞（過量塑性變形或斷裂）的性能。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮,、彎曲,、剪切等形式，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度,、抗壓強(qiáng)度,、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等,。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系,，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最基本的強(qiáng)度指標(biāo)。
2． 塑性
- Z% q6 m( Q% M! m( v# ~塑性是指金屬材料在載荷作用下,，產(chǎn)生塑性變形（永久變形）而不破壞的能力,。
2 ^2 m$ b/ r7 S* V9 C9 v, e& F3． 硬度
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。目前生產(chǎn)中測(cè)定硬度方法最常用的是壓入硬度法,，它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓入被測(cè)試的金屬材料表面,，根據(jù)被壓入程度來測(cè)定其硬度值。
常用的方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA,、HRB,、HRC）和維氏硬度（HV）等方法。
4． 疲勞
* k. _* B' h4 q! w" L% {- v前面所討論的強(qiáng)度,、塑性,、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機(jī)械性能指標(biāo)。實(shí)際上,，許多機(jī)器零件都是在循環(huán)載荷下工作的,，在這種條件下零件會(huì)產(chǎn)生疲勞。
* [" f. b4 @% {+ t2 v% ]% h5． 沖擊韌性
, |, T1 g4 X" d" J以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷,，金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性,。
五 退火--淬火--回火
' G. G/ l) f4 ]- P6 B; C0 {(一)．退火的種類
1． 完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結(jié)晶退火，一般簡(jiǎn)稱為退火,，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄,，鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu),。一般常作為一些不重要工件的最終熱處理,，或作為某些工件的預(yù)先熱處理。
2． 球化退火
6 X6 ^8 p& F, b. O球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具,，量具,，模具所用的鋼種）。其主要目的在于降低硬度,，改善切削加工性,，并為以后淬火作好準(zhǔn)備。
3． 去應(yīng)力退火
去應(yīng)力退火又稱低溫退火（或高溫回火）,，這種退火主要用來消除鑄件,，鍛件，焊接件,，熱軋件,，冷拉件等的殘余應(yīng)力。如果這些應(yīng)力不予消除,，將會(huì)引起鋼件在一定時(shí)間以后,，或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。
2 g9 T- `8 q0 ](二)．淬火
為了提高硬度采取的方法,，主要形式是通過加熱,、保溫、速冷,。最常用的冷卻介質(zhì)是鹽水,，水和油,。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面,，不容易產(chǎn)生淬不硬的軟點(diǎn),，但卻易使工件變形嚴(yán)重，甚至發(fā)生開裂,。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火,。
(三)．回火
! ~8 M9 L' t1 S' O6 A! G1． 降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力,，鋼件淬火后存在很大內(nèi)應(yīng)力和脆性,，如不及時(shí)回火往往會(huì)使鋼件發(fā)生變形甚至開裂。
2． 獲得工件所要求的機(jī)械性能,，工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大,，為了滿足各種工件的不同性能的要求，可以通過適當(dāng)回火的配合來調(diào)整硬度,，減小脆性,，得到所需要的韌性，塑性,。
3． 穩(wěn)定工件尺寸
: P" F# e, _3 t4 i1 t: v( n4． 對(duì)于退火難以軟化的某些合金鋼,，在淬火（或正火）后常采用高溫回火，使鋼中碳化物適當(dāng)聚集,，將硬度降低,，以利切削加工。
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% L8 L( _! }9 ]六 常用爐型的選擇
4 N' ~  v4 E- D7 I8 i爐型應(yīng)依據(jù)不同的工藝要求及工件的類型來決定
. f0 Q% `* K. K) o& E4 Q8 {4 l1．對(duì)于不能成批定型生產(chǎn)的,，工件大小不相等的,，種類較多的，要求工藝上具有通用性,、
多用性的,，可選用箱式爐。
0 D" V% l  ?% P& D" q2．加熱長(zhǎng)軸類及長(zhǎng)的絲桿,，管子等工件時(shí),，可選用深井式電爐。
3．小批量的滲碳零件,，可選用井式氣體滲碳爐。
4．對(duì)于大批量的汽車,、拖拉機(jī)齒輪等零件的生產(chǎn)可選連續(xù)式滲碳生產(chǎn)線或箱式多用爐,。
: O* s0 l! I( u6 }5．對(duì)沖壓件板材坯料的加熱大批量生產(chǎn)時(shí)，最好選用滾動(dòng)爐,，輥底爐,。
! J0 z& f8 _4 E! s5 _2 I! @6．對(duì)成批的定型零件,，生產(chǎn)上可選用推桿式或傳送帶式電阻爐（推桿爐或鑄帶爐）
4 A) M! _) N2 L! N2 r! U$ @7．小型機(jī)械零件如：螺釘，螺母等可選用振底式爐或網(wǎng)帶式爐,。
8．鋼球及滾柱熱處理可選用內(nèi)螺旋的回轉(zhuǎn)管爐,。
! l% F# a5 [- ~# g* S, s9．有色金屬錠坯在大批量生產(chǎn)時(shí)可用推桿式爐，而對(duì)有色金屬小零件及材料可用空氣循環(huán)加熱爐,。
4 F; `' h, x3 O( M* S
/ ~; G" ^& Y. W7 O( L- Z2 s七,、表面處理資料
（1）鋼結(jié)構(gòu)的防火處理
& A) b- d; ?$ d8 _) k鋼材是一種不會(huì)燃燒的建筑材料，它具有抗震,、抗彎等特性,。在實(shí)際應(yīng)用中，鋼材既可以相對(duì)增加建筑物的荷載能力,，也可以滿足建筑設(shè)計(jì)美感造型的需要,，還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲、拉伸的缺陷,，因此鋼材受到了建筑行業(yè)的青睞,，單層、多層,、摩天大樓,，廠房、庫房,、候車室,、候機(jī)廳等采用鋼材都很普遍。但是,，鋼材作為建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷,，它的機(jī)械性能，如屈服點(diǎn),、抗拉及彈性模量等均會(huì)因溫度的升高而急劇下降,。 　　
1 e4 t0 a2 n# e, @+ _% g4 f    鋼結(jié)構(gòu)通常在450～650℃溫度中就會(huì)失去承載能力，發(fā)生很大的形變,，導(dǎo)致鋼柱,、鋼梁彎曲，結(jié)果因過大的形變而不能繼續(xù)使用,，一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右,。這一時(shí)間的長(zhǎng)短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。 　　
" Z" b$ |( M0 b4 M& I4 }$ J5 H3 {' D　　要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中克服防火方面的不足,，必須進(jìn)行防火處理,，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā)生形變塌落,，其措施是多種多樣的,，關(guān)鍵是要根據(jù)不同情況采取不同方法,，如采用絕熱、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu),，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升,、強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間等。但無論采取何種方法,，其原理是一致的,。下面介紹幾種不同鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)措施。 　　
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　　一,、外包層,。就是在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層，可以現(xiàn)澆成型,，也可以采用噴涂法�,，F(xiàn)澆成型的實(shí)體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強(qiáng)，以限制收縮裂縫,，并保證外殼的強(qiáng)度,。噴涂法可以在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂泵以形成保護(hù)層，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿,，也可以摻入珍珠巖或石棉,。同時(shí)外包層也可以用珍珠巖、石棉,、石膏或石棉水泥,、輕混凝土做成預(yù)制板，采用膠粘劑,、釘子,、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。 　　
0 E- e4 }: O: s% h- d$ Z( h　　二,、充水(水套),。空心型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護(hù)措施,。這種方法能使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中保持較低的溫度,，水在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)，吸收材料本身受熱的熱量,。受熱的水經(jīng)冷卻后可以進(jìn)行再循環(huán),，或由管道引入涼水來取代受熱的水。 　　
　　三,、屏蔽,。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi)，或?qū)��?gòu)件包藏在兩片墻之間的空隙里，只要增加少許耐火材料或不增加即能達(dá)到防火的目的,。這是一種最為經(jīng)濟(jì)的防火方法。 　　　　     
2 F* ]6 u7 ]7 S      四,、膨脹材料,。采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)構(gòu)件，這種方法具有防火隔熱性能好,、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點(diǎn),，一般不需要添加輔助設(shè)施，且涂層質(zhì)量輕,，還有一定的美觀裝飾作用,，屬于現(xiàn)代的先進(jìn)防火技術(shù)措施。 　　
& r% ^; T- [; x  T# c　　目前,，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑日趨增多,，尤其是一些超高層建筑，采用鋼結(jié)構(gòu)材料更為廣泛,。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)事故,，火不是在短時(shí)間內(nèi)就能撲滅的，這就要求我們?cè)诮ㄖ�設(shè)計(jì)時(shí),，加大對(duì)建筑材料的防火保護(hù),，以增強(qiáng)其耐火極限，并在建筑內(nèi)部制訂必要的應(yīng)急方案,，以減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失,。
（2）常用火焰噴涂塑料材料及性能
塑料種類很多，根據(jù)塑料受熱的性能,，可分為熱塑性塑料及熱固性塑料兩大類,。火焰噴涂用塑料粉末一般由塑料原料加上改性材料制成,，這些改性材料,，包括各種填料、顏料,、流平劑,、增韌劑等。通過改性,，使塑料粉末容易進(jìn)行火焰噴涂,。使制成的涂層具有所要求的顏色和各種性能。
5 g: f) V& ]0 z4 Q" W熱塑性塑料的特點(diǎn)是可隨溫度上升而變軟或熔化,，冷卻后則凝固成型變硬,，這個(gè)過程為可逆過程可反復(fù)進(jìn)行多次，通常熱塑性塑料，具有優(yōu)良的抗化學(xué)性,、韌性和彎曲性能,，火焰噴涂常用的熱塑性塑料主要有聚乙烯、尼龍,、聚丙烯,、聚苯硫醚、氯化聚醚,、EVA等,，其中以聚乙烯、尼龍應(yīng)用最多最廣,。
熱固性塑料的特點(diǎn)是用某些較低聚合度的予聚體樹脂,，在一定溫度下或加入固化劑條件下，固化成不能再次熔化或熔融的,，質(zhì)地堅(jiān)硬的最終產(chǎn)物,，溫度再升高，產(chǎn)品只能分解,，不能再軟化,。熱固性塑料分子量較低，所以具有較好的流平性,、潤(rùn)濕性,；因而能很好地粘附在工件表面，并具有較好的裝飾性能,�,；鹧鎳娡砍Ｓ玫臒峁绦运芰戏勰┯协h(huán)氧、環(huán)氧/聚酯及聚酯粉末等,。
1,、聚乙烯(PE）
聚乙烯為白色透明物質(zhì)，外觀似石蠟,，可著色,，可彎曲，稍具延伸性,。
聚乙烯是乙烯的高分子聚合物,，因生產(chǎn)方法不同，產(chǎn)品分為高密度 HDPE(低壓0.9411～0.965),。中密度MDPE(中壓0.926～0.940)低密度LDPE(高壓 0.910～0.025),。三者性質(zhì)相似，但高密度聚乙烯在無負(fù)載和短期內(nèi)耐溫較高些(HDPE為100℃,，LDPE為 75℃),，高密度聚乙烯最高使用溫度為70℃，低密度聚乙烯為60℃，聚乙烯最低使用溫度為-70℃,。
! Z, I0 @3 r: o4 W4 n7 R通常,，聚乙烯隨密度增加，抗張強(qiáng)度,、硬度,、耐熱性均增高。
, ?' i6 Z7 O7 O+ i* [! P聚乙烯有優(yōu)良的耐蝕性,，對(duì)非氧化性酸(如鹽酸、稀硫酸,、氫氟酸),、稀硝酸、堿,、油(冷)和鹽溶液都有良好的耐蝕性,，能耐極性有機(jī)物(醇、酮),、水,。在室溫下耐一般溶劑，但在 60℃以上溶于芳烴,、氯化溶劑及熔蠟中,，有些溶劑能使其溶脹。

聚乙烯不耐濃硝酸,、濃硫酸和其它強(qiáng)氧化劑的腐蝕,。
聚乙烯粉末涂層的物理化學(xué)性能如表 1。
, t: o- o% d& `  A表1聚乙烯粉末涂層的物理化學(xué)性能
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注：試驗(yàn)采用 1.5m鋼板,，涂后在30～35℃條件下,、酸堿浸漬10d溶劑油類分別浸漬30d和100d后測(cè)試。
* J: B+ O, b8 }# M4 v4 i聚乙烯粉末涂層與其它涂層性能比較見表 2
0 j7 T( j. L6 [; l7 p: p5 @表2聚乙烯等其它品種粉末涂層的性能比較

2 N( T! H, e; ^  n2,、尼龍(聚酰胺)

, c3 B+ c$ x& O4 W! |0 Z尼龍是一種應(yīng)用很廣的熱塑性塑料,，最高應(yīng)用溫度為 80～120℃，最低使用溫度為-50～-60℃,。
尼龍具有良好的耐蝕性,，十分耐堿和大多數(shù)鹽水、稀酸,。但不耐強(qiáng)酸和氧化性酸的腐蝕,。對(duì)烴、酮,、酯,、油類抗蝕能力良好，不耐酚和甲酸的腐蝕。
  d& L3 Z6 R: W' O* ]  i尼龍強(qiáng)度高,，堅(jiān)韌,、耐磨損，有潤(rùn)滑作用,，所以常用作耐磨涂層,，如:印刷機(jī)械中的鋼制墨輥、車床導(dǎo)軌,、潤(rùn)滑涂層如軸承等,。
尼龍對(duì)生物侵蝕是惰性的，無毒,，受細(xì)菌作用,，可作食品和牛奶等容器表面涂層。
火焰噴涂常用的尼龍粉末有尼龍 11,、尼龍12,、尼龍1010及一些二元、三元共聚尼龍,，尼龍層與金屬附著力好
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: t: p2 u4 o7 J( D5 h4 i續(xù)表 4 尼龍11涂層的耐化學(xué)品性能
3 x6 F& @1 |& D$ `# _3,、聚丙烯
聚丙烯是丙烯的高分子量聚合物，外觀似聚乙烯但比聚乙烯更輕更透明,。聚丙烯密度低(0.90)耐蝕性和聚乙烯相似,，且較低，應(yīng)用溫度范圍為-14～+120℃,。除濃硝酸,，發(fā)煙硫酸、氯磺酸等強(qiáng)氧化性酸外,，能耐大多數(shù)的有機(jī)和無機(jī)酸,、堿和鹽，對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂的抗蝕性良好,。80℃以下能耐有機(jī)溶劑,，但能被某些強(qiáng)有機(jī)溶劑破壞。
3 a* u& B& V, y( E$ j; a! I' z聚丙烯強(qiáng)度高于聚乙烯,，軟化點(diǎn)較高（180℃）,。硬度接近尼龍，剛性好,，常溫下耐沖擊性能良好,。耐溫性高，在低應(yīng)力下可長(zhǎng)期使用于110～120℃,。

' Z. r& z* B, W4 H6 X4,、聚苯硫醚（PPS）
聚苯硫醚通常指對(duì)苯基硫的聚合物,。交聯(lián)前是一種線型結(jié)構(gòu)，呈熱塑性,，是一類具有支鏈,、無結(jié)晶熔點(diǎn)、高粘度聚合物,、交聯(lián)后呈熱固性,，若予以充分加熱，卻還能軟化到一定程度,，因此并非真正熱固性塑料,。
聚苯硫醚密度1.36，熔點(diǎn)288℃,，是一種硬而脆,、熱穩(wěn)定性優(yōu)良的熱塑性塑料，同時(shí)它具有優(yōu)良的電絕緣性和粘結(jié)性,，適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，應(yīng)用溫度范圍為-148～+250℃,。
聚苯硫醚的化學(xué)惰性及耐高溫性使它成為良好的耐腐蝕涂層,。

0 G8 y; i9 w0 M! B" v; m聚苯硫醚防腐涂層可耐170℃下的各種溶劑，200℃下的各種酸堿,、鹽和化學(xué)藥品,，但易受鹵素和氧化性介質(zhì)，如游離氯,、溴,、硝酸、過氧化氫等腐蝕,。聚苯硫醚的熔區(qū)寬300～420℃,，故有良好的流動(dòng)性，且無毒,、不燃,。與金屬的粘接力強(qiáng)，因此是一種良好的耐腐蝕涂層

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5,、氯化聚醚
4 n; w. [/ ~: ^. _4 k; U! Y氯化聚醚是線型,、高結(jié)晶度的熱塑性塑料，具有較高的熔點(diǎn)（180℃）,，優(yōu)良的耐熱,、耐腐蝕性能以及良好的機(jī)械性能和電性能�,？箾_擊強(qiáng)度高,，耐磨性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良,，吸水性小。應(yīng)用溫度范圍為-30～+120℃,。
氯化聚醚的耐蝕性僅次于聚四氟乙烯,，可與聚三氟氯乙烯媲美，除強(qiáng)氧化性酸如濃硫酸,、濃硝酸外,，能耐各類酸、堿,、鹽及大多數(shù)有機(jī)溶劑的腐蝕,，不耐液氯、氟,、溴的腐蝕,。
5 J  r& a" [. R0 r: e: i+ G氯化聚醚的導(dǎo)熱系數(shù)低于大多數(shù)耐腐蝕熱塑性塑料，適宜作絕熱材料,。
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. R! I* O" O* B$ I- V  {3 @6,、EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）
EVA是乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物，是一種具有橡皮似彈性的熱塑性塑料,。EVA的性能與醋酸乙烯酯（VA）的含量有很大的關(guān)系,，VA越少，越像低密度聚乙烯,，而VA越多越像橡皮,。EVA在較廣的溫度范圍（-45～70℃）質(zhì)堅(jiān)韌，加入填料能使剛性和硬度提高,。填料增多,，對(duì)其主要性能影響不大，耐紫外光及臭氧,。
! o3 f( `+ q8 IEVA熔點(diǎn)低,，（80～100℃）密度0.93～0.95。施工方便,，化學(xué)物理性能良好,，耐稀酸、濃堿,、不耐濃酸,，50℃以上能溶于芳烴及氯化溶劑中。耐候性優(yōu)于聚乙烯,。EVA還有良好的抗霉菌生長(zhǎng)的特性,，可作食品容器防護(hù)涂層。

7,、氟塑料

氟塑料是各種含氟塑料的總稱,，由含氟單體如四氟乙稀,，六氟丙烯，三氟氯乙烯,，偏氟乙烯,，氟乙烯及乙烯等單體通過均聚或共聚反應(yīng)制得，按數(shù)量及用途來說,，以聚四氟乙烯（F4）最為重要,。其它還有聚三氟氯乙烯（F3），聚全氟代乙丙烯（F46）等,。
氟塑料具有優(yōu)良的電絕緣性能,，摩擦系數(shù)極低，與其它物質(zhì)親和力最小,，具有優(yōu)良的不粘性,。尤其是其化學(xué)性能優(yōu)異，熱穩(wěn)定性能好,。如F4,，除了金屬鈉、氟元素及其化合物對(duì)它有侵蝕作用外,，其他諸如強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿、油脂,、去污劑及有機(jī)溶劑等化學(xué)藥品均對(duì)它不起作用，使用溫度范圍為-200～+260℃,。為抗蝕性最好的塑料,。
氟塑料本身無毒，但遇熱分解時(shí),，則產(chǎn)生劇毒,，所以應(yīng)特別注意。
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2 x  k1 Z3 t8 |3 ?) d2 h$ q8,、環(huán)氧粉末涂料
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環(huán)氧樹脂是環(huán)氧基的高分子聚合物的通稱,，未固化前它屬于熱塑性樹脂，加入固化劑后能發(fā)生一系列交聯(lián)反應(yīng),，形成具有附著力極佳,，堅(jiān)韌度和抗化學(xué)性能均好的熱固性樹脂，環(huán)氧樹脂能耐一般溶劑,，耐稀酸,、稀堿、強(qiáng)堿,，不耐強(qiáng)氧化劑如硝酸,、濃硫酸等的腐蝕,，耐水性非常好，最高使用溫度為90～100℃（一般型）,、150℃（耐熱型）,。
在熱固性粉末涂料中，環(huán)氧粉末涂料是首先應(yīng)用的一個(gè)品種,，也是粉末涂料中,，銷售量占首位的品種。
環(huán)氧粉末涂料有有光,、半光,、無光環(huán)氧粉末涂料（普通型）和防腐型環(huán)氧粉末涂料之分。普通環(huán)氧粉末密度1.5～1.8,、熔點(diǎn)85～95℃,。

9、環(huán)氧/聚酯粉末涂料

) L  K! k: I3 M9 S環(huán)氧/聚酯粉末是由環(huán)氧,、聚酯為主要原料的熱固性粉末涂料,。它比環(huán)氧粉末具有更好的裝飾性、耐候性,。
! f3 {+ m" {7 C6 O5 e2 k環(huán)氧/聚酯粉末密度1.4～1.8,、熔點(diǎn)85℃～95℃。
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) e6 b4 j" q0 P& W& w8 [（3）復(fù)合熱處理對(duì)CrWMn鋼組織的影響
& W: ?, \; x. r  w! y  Z) o內(nèi)容摘要:摘要：研究了CrWMn鋼經(jīng)復(fù)合熱處理后的組織變化,。結(jié)果表明,，采用790℃/680℃循環(huán)球化退火可代替常規(guī)等溫球化退火，并能縮短球化退火周期,，節(jié)約能源,。采用高溫固溶處理加790℃/680℃循環(huán)球化退火，可獲得高彌散度碳化物,，使CrWnMn鋼的最終組織得到改善,，強(qiáng)韌性明顯提高。復(fù)合熱處理,。
8 [8 o5 U; @: w, f4 j摘　要：研究了CrWMn鋼經(jīng)復(fù)合熱處理后的組織變化,。結(jié)果表明，采用790℃/680℃循環(huán)球化退火可代替常規(guī)等溫球化退火,，并能縮短球化退火周期,，節(jié)約能源。采用高溫固溶處理加790℃/680℃循環(huán)球化退火,，可獲得高彌散度碳化物,，使CrWnMn鋼的最終組織得到改善，強(qiáng)韌性明顯提高,。
' Y* O- j) t* ?1 G9 G- M" B關(guān)鍵詞：CrWMn鋼,；復(fù)合熱處理,；球化退火；顯微組織
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1　前言
CrWMn鋼可用于制造各種形狀復(fù)雜的冷擠壓模和沖裁模,，具有較高的淬透性,，淬火和低溫回火后具有較高的硬度和耐磨性。但經(jīng)常規(guī)熱處理后此鋼易形成網(wǎng)狀碳化物,，在模具的受力部位形成開裂和剝落,。模具的失效主要是由磨損、強(qiáng)度和韌性不足而造成的,。本文擬通過適當(dāng)?shù)膹?fù)合熱處理來改善CrWMn鋼的組織,，提高其強(qiáng)度和韌性，以獲得較好的綜合性能,。
2　試驗(yàn)過程
試驗(yàn)用CrWMn鋼為��40mm棒材,，為淬火＋低溫回火態(tài)，硬度58HRC,。其主要化學(xué)成分見表1,。
2 T3 k+ u# c0 g! A表1　CrWMn鋼的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))　w(%)
5 B. f* q. N4 T元素CCrWMnSi 含量0．90～
1．050．90～
1．201．20～
1．600．8～
& U, P0 p1 p4 ^4 j' X+ g! I/ j( D1．100．15～
0．35
對(duì)CrWMn鋼的復(fù)合熱處理分為兩個(gè)步驟，一是預(yù)處理,，二是淬火＋低溫回火,。預(yù)處理工藝見圖1。

- o+ _) w2 _5 d, T+ v圖1　CrWMn鋼預(yù)處理工藝
, ?3 n. `7 ~. f3 s(a)　常規(guī)退火(b)　等溫球化退火
(c)　循環(huán)球化退火(d)　高溫固溶＋循環(huán)球化退火
CrWMn鋼經(jīng)不同工藝預(yù)處理后,，選擇組織形態(tài),、分布較好的試樣，在不同溫度條件下進(jìn)行淬火＋低溫回火的最終熱處理,，觀察其組織形態(tài)與分布,，測(cè)定硬度變化。最終熱處理工藝見圖2,。

圖2　CrWMn鋼淬火＋回火工藝
- z; a) h- h4 H/ y. l, ~* s3　試驗(yàn)結(jié)果及分析

圖3為CrWMn鋼經(jīng)不同預(yù)處理工藝處理后的顯微組織照片，CrWMn鋼經(jīng)常規(guī)退火后的硬度為180～190HB,，經(jīng)圖1所示熱處理工藝處理后為180～200HB,。

圖3　CrWMn鋼預(yù)處理后組織
(a)　常規(guī)退火(b)等溫球化退火(c)　循環(huán)球化退火(d)　固溶＋循環(huán)球化退火
" i( t/ {" Y) Q1 P3 P8 Y8 n由圖3可看出，經(jīng)常規(guī)退火處理后的CrWMn鋼組織中碳化物呈片狀分布,；經(jīng)810℃等溫球化退火處理后,，碳化物呈不規(guī)則的顆粒狀分布在鐵素體基體上，分布不均勻,；經(jīng)790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,，顆粒狀碳化物尺寸變小，分布較為均勻,；經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,，碳化物呈細(xì)小顆粒狀析出且彌散程度高,。
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7 f, m9 g0 r  g: N9 u從工藝上看，在獲得相同硬度情況下,，用790℃/680℃3次循環(huán)球化退火,，不僅可代替830℃等溫球化退火，而且能改善組織中碳化物的形態(tài)和分布,、縮短球化退火時(shí)間,，節(jié)約能源。這是因?yàn)檠�環(huán)球化退火在Ac1(750℃)以上加熱保溫過程中,，片狀珠光體中的碳化物從尖角處溶解破斷,，而在Ar1(710℃)以下保溫過程中，在原片狀碳化物的平面處析出顆粒狀碳化物,，從而加速了CrWMn鋼球化過程的進(jìn)行,，改善了碳化物的形態(tài)和分布。在1050℃高溫條件下,，CrWMn鋼中大量難溶的W,、Cr等合金元素的碳化物溶入奧氏體中，經(jīng)油淬后得到馬氏體或下貝氏體組織,，在隨后進(jìn)行的790℃/680℃循環(huán)球化退火過程中,，則會(huì)彌散地析出點(diǎn)狀的W、Cr的碳化物,。
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# c; ~$ g8 Z) n1 g5 e; t: O* ]因此,，對(duì)于一般要求的CrWMn鋼，采用790℃/680℃3次循環(huán)球化退火工藝,，既可滿足組織和硬度的要求,，又能提高生產(chǎn)率，降低能耗,；而對(duì)要求較高的可選用1050℃高溫固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火的預(yù)處理工藝,。
$ h1 v( S! b1 `4 ^2 A) ?3 a
圖4為經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后，經(jīng)不同溫度油淬低溫回火后的CrWMn鋼的顯微組織,。

圖4　CrWMn鋼不同溫度淬火＋低溫回火后組織
(a)　790℃淬火＋200℃回火(b)　830℃淬火＋200℃回火(c)　870℃淬火＋200℃回火(d)　900℃淬火＋200℃回火
, f$ N- C/ p1 Z0 I2 V$ }4    結(jié)論

(1)　對(duì)CrWMn鋼采用790℃/680℃　3次循環(huán)球化替代常規(guī)退火,、等溫球化退火，不僅可以改善其組織狀態(tài)和性能,，而且還可以提高熱處理生產(chǎn)率,，降低能耗。
(2)　1050℃固溶加790℃/680℃　3次循環(huán)球化退火,，可進(jìn)一步改善CrWMn鋼的組織狀態(tài)分布,，提高其性能。
" l0 K9 K. x* j/ b(3)　經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃　3次循環(huán)球化退火處理后，再經(jīng)830℃油淬200℃回火處理,，CrWMn鋼組織均勻而細(xì)小,，碳化物彌散程度高，其耐磨性和綜合性能好,�,！�

' }: }3 O0 S% \5 Z  |作者簡(jiǎn)介：陳文華(1963—)，男,，碩士,，講師。主要研究方向?yàn)榻饘俦砻娓男约敖饘俨牧虾附�,。�?lián)系電話：025-4892912(O)
4 ]$ T3 M4 u. u8 q# o作者單位：陳文華(南京航空航天大學(xué),，南京210016)

2 Q4 b! S8 z5 }+ E4 g; @2 e參考文獻(xiàn)：
［1］蔣修治譯.模具鋼熱處理［J］．模具技術(shù)，1994(1)．
［2］蔡　繤等．低溫快速球化處理［J］．金屬熱處理,，1992(4)：8～11．
4 m7 \4 _1 ?3 x% \- O［3］滿　波．高碳鋼和軸承鋼的周期球化退火工藝［J］．金屬熱處理,，1993(6)：43～44．
, Y, s8 g4 t  g* J4 D" T2 f八、淬火介紹

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（1）鋼的淬火
& W) U- ]  j; X( \0 k淬火時(shí)將鋼加熱到Ac3或Ac1以上,，保溫一定時(shí)間使其奧氏體化,，再以大于臨界冷卻速度快速冷卻，從而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝,。淬火鋼得到的組織主要是馬氏體（或下貝氏體）,，此外，還有少量殘余奧氏體及未溶的第二相,。淬火的目的是提高鋼的硬度和耐磨性,。
& w$ p' @4 \6 p4 N. w1、 淬火加熱溫度
    碳鋼的淬火加熱溫度可利用Fe-Fe3C相圖來選擇,。

對(duì)于亞共析碳鋼,，適宜的淬火溫度為Ac3+30～50℃，使碳鋼完全奧氏體化,，淬火后獲得均勻細(xì)小的馬氏體組織,。對(duì)于過共析碳鋼，適宜的淬火溫度為Ac1+30～50℃,。淬火前先進(jìn)行球化退火,，使之得到粒狀珠光體組織，淬火加熱時(shí)組織為細(xì)小奧氏體晶粒和未溶的細(xì)粒狀滲碳體,，淬火后得到隱晶馬氏體和均勻分布在馬氏體基體上的細(xì)小粒狀滲碳體組織,。對(duì)于低合金鋼,，淬火加熱溫度也根據(jù)臨界點(diǎn)Ac1或Ac3來確定,，一般為Ac1或Ac3以上50～100℃。高合金工具鋼中含有較多的強(qiáng)碳化物形成元素，奧氏體晶粒粗化溫度高,，故淬火溫度亦高,。
& a" h" K, t! m$ c5 s2、淬火加熱時(shí)間
　　為了使工件各部分完成組織轉(zhuǎn)變,，需要在淬火加熱時(shí)保溫一定的時(shí)間,，通常將工件升溫和保溫所需的時(shí)間計(jì)算在一起，統(tǒng)稱為加熱時(shí)間,。
    影響淬火加熱時(shí)間的因素較多,，如鋼的成分、原始組織,、工件形狀和尺寸,、加熱介質(zhì)、爐溫,、裝爐方式及裝爐量等,。
5 @! P- V# R7 B* G$ Q8 |　　鋼在淬火加熱過程中，如果操作不當(dāng),，會(huì)產(chǎn)生過熱,、過燒或表面氧化、脫碳等缺陷,。
7 x9 {0 |8 p+ I+ l& L　　過熱是指工件在淬火加熱時(shí),，由于溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，造成奧氏體晶粒粗大的現(xiàn)象,。過熱不僅使淬火后得到的馬氏體組織粗大,，使工件的強(qiáng)度和韌性降低，易于產(chǎn)生脆斷,，而且容易引起淬火裂紋,。對(duì)于過熱工件，進(jìn)行一次細(xì)化晶粒的退火或正火,，然后再按工藝規(guī)程進(jìn)行淬火,，便可以糾正過熱組織。
) Y+ U$ e9 E1 \0 b& h: |1 j' _　　過燒是指工件在淬火加熱時(shí),，溫度過高,，使奧氏體晶界發(fā)生氧化或出現(xiàn)局部熔化的現(xiàn)象，過燒的工件無法補(bǔ)救,，只得報(bào)廢,。
8 [% A0 ]+ N1 |5 ^) b（2）鋼的表面淬火
2 r# a8 P, h2 j" y9 p! u表面淬火是對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝。它是將工件表面進(jìn)行快速加熱,，使其奧氏體化并快速冷卻獲得馬氏體組織,，而心部仍保持原來塑性、韌性較好的退火、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織,。表面淬火后需進(jìn)行低溫回火,，以減少淬火應(yīng)力和降低脆性。表面淬火可有效提高工件表面層的硬度和耐磨性,，達(dá)到外硬內(nèi)韌的效果,，并可造成表面層壓應(yīng)力狀態(tài)，提高疲勞強(qiáng)度,，延長(zhǎng)工件的使用壽命,。
1.感應(yīng)加熱表面淬火
    感應(yīng)加熱表面淬火法的原理如圖1-66（a）所示。把工件放入由空心銅管繞成的感應(yīng)線圈中,，當(dāng)感應(yīng)線圈通以交流電時(shí),，便會(huì)在工件內(nèi)部感應(yīng)產(chǎn)生頻率相同、方向相反的感應(yīng)電流,。感應(yīng)電流在工件內(nèi)自成回路,，故稱為“渦流”。渦流在工件截面上的分布是不均勻的,，如圖1-66（b）所示,，表面電流密度最大，心部電流密度幾乎為零,，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng),。由于鋼本身具有電阻，因而集中于工件表面的渦流,，幾秒種可使工件表面溫度升至800～1000℃,，而心部溫度仍接近室溫，在隨即噴水（合金鋼浸油）快速冷卻后,，就達(dá)到了表面淬火的目的,。
) @; k7 W% U$ U. P    感應(yīng)加熱時(shí)，工件截面上感應(yīng)電流密度的分布與通入感應(yīng)線圈中的電流頻率有關(guān),。電流頻率愈高,，感應(yīng)電流集中的表面層愈薄，淬硬層深度愈小,。因此可通過調(diào)節(jié)通入感應(yīng)線圈中的電流頻率來獲得工件不同的淬硬層深度,，一般零件淬硬層深度為半徑的1／10左右。對(duì)于小直徑（10～20mm）的零件,，適宜用較深的淬硬層深度,，可達(dá)半徑的1／5，對(duì)于大截面零件可取較淺的淬硬層深度,，即小于半徑1／10以下,。
' u& r# b- Y% e, Q( a1 S4 o: Z2.火焰加熱表面淬火
% X) @; k* S9 t5 q    火焰加熱表面淬火法是用乙炔一氧火焰（最高溫度3200℃）或煤氣一氧火焰（最高溫度2000℃）,，對(duì)工件表面進(jìn)行快速加熱，并隨即噴水冷卻,。淬硬層深度一般為2～6mm。適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件（如大型軸類,、模數(shù)齒輪等）的表面淬火,。火焰加熱表面淬火的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,，成本低,，靈活性大。缺點(diǎn)是加熱溫度不易控制,，工件表面易過熱,，淬火質(zhì)量不夠穩(wěn)定。
3.激光加熱表面淬火
    激光加熱表面淬火是以高能量激光束掃描工件表面,，使工件表面快速加熱到鋼的臨界點(diǎn)以上,，利用工件基體的熱傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)自冷淬火，實(shí)現(xiàn)表面相變硬化,。
    激光加熱表面淬火加熱速度極度快（105～106℃／s）,，因此過熱度大，相變驅(qū)動(dòng)力大,，奧氏體形核數(shù)目劇增,，擴(kuò)散均勻化來不及進(jìn)行，奧氏體內(nèi)碳及合金濃度不均勻性增大,，奧氏體中碳含量相似的微觀區(qū)域變小,，隨后的快冷（104℃／s）中不同微觀區(qū)域內(nèi)馬氏體形成溫度有很大差異，產(chǎn)生細(xì)小馬氏體組織,。由于快速加熱,，珠光體組織通過無擴(kuò)散轉(zhuǎn)化為奧氏體組織；由于快速冷卻,，奧氏體組織通過無擴(kuò)散轉(zhuǎn)化為馬氏體組織,，同時(shí)殘余奧氏體量增加，碳來不及擴(kuò)散,，使過冷奧氏體碳含量增加,，馬氏體中碳含量增加，硬度提高,。
    激光加熱表面淬火后,，工件表層獲得極細(xì)小的板條馬氏體和孿晶馬氏體的混合組織，且位錯(cuò)密度極高,，表層硬度比淬火＋低溫回火提高20％,，即使是低碳鋼也能提高一定的硬度,。
    激光淬火硬化層深度一般為0.3～1mm，硬化層硬度值一致,。隨零件正常相對(duì)接觸摩擦運(yùn)動(dòng),，表面雖然被磨去，但新的相對(duì)運(yùn)動(dòng)接觸面的硬度值并未下降,，耐磨性仍然很好,，因而不會(huì)發(fā)生常規(guī)表面淬火層由于接觸磨損，磨損隨之加劇的現(xiàn)象,，耐磨性提高了50％,，工件使用壽命提高了幾倍甚至十幾倍。
4 l: `9 L! G$ ?; ?' `    激光加熱表面淬火最佳的原始組織是調(diào)質(zhì)組織,，淬火后零件變形極小,，表面質(zhì)量很高，特別適用于拐角,、溝槽,、盲孔底部及深孔內(nèi)壁的熱處理，而這些部位是其它表面淬火方法極難做到的,。
2 ^9 [; H9 M2 X5 e（3）淬火處理的常見問題
1 T7 U, ?+ R$ o% k" s9 j  U: }Ms點(diǎn)隨C%的增加而降低,淬火時(shí),，過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度稱之為Ms點(diǎn)，轉(zhuǎn)變完成之溫度稱之為Mf點(diǎn),。C%含量愈高,，Ms點(diǎn)溫度愈降低。0.4%C碳鋼的Ms溫度約為350℃左右,，而0.8%C碳鋼就降低至約200℃左右,。
淬火液可添加適當(dāng)?shù)奶砑觿?
1 M# W- m" C  v8 [1、水中加入食鹽可使冷卻速率加倍：鹽水淬火之冷卻速率快,，且不會(huì)有淬裂及淬火不均勻之現(xiàn)象,，可稱是最理想之淬硬用冷卻劑。食鹽的添加比例以重量百分比10%為宜,。
2,、水中有雜質(zhì)比純水更適合當(dāng)淬火液：水中加入固體微粒，有助於工件表面之洗凈作用,，破壞蒸氣膜作用,，使得冷卻速度增加，可防止淬火斑點(diǎn)的發(fā)生,。因此淬火處理,，不用純水而用混合水之淬火技術(shù)是很重要的觀念。
- X- Q3 t1 o! m1 c$ \: A3,、聚合物可與水調(diào)配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度調(diào)配出由水到油之冷卻速率之淬火液,，甚為方便,，且又無火災(zāi)、污染及其他公害之慮,，頗具前瞻性,。
: Z0 I# u6 j8 G( M! r1 j4、干冰加乙醇可用於深冷處理溶液：將干冰加入乙醇中可產(chǎn)生-76℃之均勻溫度,，是很實(shí)用的低溫冷卻液,。
, q; [( u9 Z) f（4）鋼淬火冷卻介質(zhì)
' [6 U. u! p: p( ?5 r淬火冷卻時(shí)，既要快速冷卻以保證淬火工件獲得馬氏體組織,，又要減少變形，防止裂紋產(chǎn)生,。因此,，冷卻是關(guān)系到淬火質(zhì)量高低的關(guān)鍵操作。

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jsgs001

早點(diǎn)發(fā)啥，

jsgs001

不錯(cuò)不錯(cuò),，很有適用價(jià)值

劉致墉

謝謝LZ,。已下載了，謝謝

大頭小成

像是在書上弄下來的!

少年游

不錯(cuò)不錯(cuò),，很有適用價(jià)值