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發(fā)表于 2013-9-2 21:09:46
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調(diào)質(zhì)處理8 X9 t2 ]; I5 n
, s& [* S r0 j/ k- Y- Q# E 淬火+高溫回火 1 v0 f: N& O/ w8 g# Y
調(diào)質(zhì)處理) B: h/ E$ [; {2 ^
6 X4 u! z, ~( @# H) i; i; y* H 淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì) ,，調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚恚淠康氖鞘构ぜ哂辛己玫木C合機械性能,。2 l. F( F, z1 h' q: H
鋼的熱處理工藝包括退火,、正火、淬火,、回火和表面熱處理等方法,。其中回火又包括調(diào)質(zhì)處理和時效處理。 鋼的回火：按照所希望的機械性能將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到（350℃～650℃）一定溫度之間進(jìn)行,，碳是以細(xì)均分布的滲碳體形式析出,。隨著回火溫度的增加，碳化物的顆粒就增大,，屈服點和拉伸強度就下降,，降低硬度和脆性，延伸率和收縮率就升高,。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,，以取得預(yù)期的力學(xué)性能。% B5 Z2 l& j) `6 G3 g! ?5 d4 b
回火分高溫回火,、中溫回火和低溫回火三類,。
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6 U3 ?2 n" G4 J+ E( p) h( X解釋/ E. j& d. }6 E# g
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調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理,。高溫回火是指在500-650℃之間進(jìn)行回火,。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能,，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整，其強度,、塑性和韌性都較好,，具有良好的綜合機械性能。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體,�,；鼗鹚魇象w(tempered sorbite)是馬氏體于回火時形成的，在在光學(xué)金相顯微鏡下放大500~600倍以上才能分辨出來,，其為鐵素體基體內(nèi)分布著碳化物（包括滲碳體）球粒的復(fù)合組織,。它也是馬氏體的一種回火組織，是鐵素體與粒狀碳化物的混合物,。此時的鐵素體已基本無碳的過飽和度,，碳化物也為穩(wěn)定型碳化物。常溫下是一種平衡組織,。( k5 l* n( Q+ y- W
時效處理：為了消除精密量具或模具,、零件在長期使用中尺寸、形狀發(fā)生變化,，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前,，把工件重新加熱到100-150℃，保持5-20小時,，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理,，稱為時效。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時效處理,，以消除殘余應(yīng)力,，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸，尤為重要,。, {% _4 y X. d; o
分類1 M( W4 ?: q1 i0 c' v; f8 I# z
# j$ e( {' J+ y2 V# ^5 D" E/ H 調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類,，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴(yán)格,。如果含碳量過高,，調(diào)質(zhì)后工件的強度雖高，但韌性不夠,，如含碳量過低,，韌性提高而強度不足,。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能,，一般含碳量控制在0.30~0.50%。 m! U2 T$ c. H9 d! k* o2 M2 D% @1 |/ Q
調(diào)質(zhì)淬火時,，要求工件整個截面淬透,，使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織,。通過高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織,。小型工廠不可能每爐搞金相分析,，一般只作硬度測試，這就是說,，淬火后的硬度必須達(dá)到該材料的淬火硬度,，回火后硬度按圖要求來檢查。2 y) m' K) ]4 P% |$ K; x! q( y
應(yīng)用及案例3 T) Z! i6 u' y2 d0 k3 A
% E' a; ^$ @& }# o: j! C" H9 T. \3 Y 調(diào)質(zhì)常常應(yīng)用在中碳(低合金)結(jié)構(gòu)鋼,，也用在低合金鑄鋼中,。總之對力學(xué)要求高的結(jié)構(gòu)零部件都要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,。 （hardening and tempering,；thermal refining） 金屬材料熱處理工藝之一。材料在淬火后高溫回火叫調(diào)質(zhì)處理,。目的是使鋼件有很高的韌性和足夠的強度,，具有綜合的優(yōu)良機械性能。例如立軸,、絲杠,、齒輪等。一般是在零件加工后進(jìn)行,，也可將粗坯調(diào)質(zhì)后再進(jìn)行機械加工,。
0 g, J: U0 ?3 @7 r* h" U1、45鋼的調(diào)質(zhì)$ R4 e& ?8 a7 ?# u3 [2 A
45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼,，冷熱加工性能都不錯,，機械性能較好，且價格低,、來源廣,，所以應(yīng)用廣泛。它的最大弱點是淬透性低,，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用,。$ O0 k8 @+ T6 A$ Y1 e+ y7 q" ?0 Q, k
45鋼淬火溫度在A3+(30~50)℃，在實際操作中,，一般是取上限的,。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少,，且能提高工效,。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大,，就需適當(dāng)延長保溫時間,。不然，可能會出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象,。但保溫時間過長,，也會也出現(xiàn)晶粒粗大，氧化脫碳嚴(yán)重的弊病,，影響淬火質(zhì)量,。我們認(rèn)為，如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定,，加熱保溫時間需延長1/5,。& w# x7 j/ I; k5 f) B# `7 s
因為45鋼淬透性低，故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液,。工件入水后,，應(yīng)該淬透，但不是冷透,，如果工件在鹽水中冷透,，就有可能使工件開裂，這是因為當(dāng)工件冷卻到180℃左右時,，奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過大的組織應(yīng)力所致,。因此，當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域,，就應(yīng)采取緩冷的方法,。由于出水溫度難以掌握，須憑經(jīng)驗操作,，當(dāng)水中的工件抖動停止,，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外,，工件入水宜動不宜靜,，應(yīng)按照工件的幾何形狀，作規(guī)則運動,。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件,，導(dǎo)致硬度不均勻，應(yīng)力不均勻而使工件變形大,，甚至開裂,。; ~6 l# u& n, E, B6 c1 z; I
45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC56~59，截面大的可能性低些,，但不能低于HRC48,，不然,，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織,，這種組織通過回火，仍然保留在基體中,，達(dá)不到調(diào)質(zhì)的目的,。
2 {' J0 I7 y- V( s5 Z45鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560~600℃,，硬度要求為HRC22~34,。因為調(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機械性能，所以硬度范圍比較寬,。但圖紙有硬度要求的,，就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度，以保證硬度,。如有些軸類零件要求強度高,，硬度要求就高；而有些齒輪,、帶鍵槽的軸類零件,，因調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行銑、插加工,，硬度要求就低些,。關(guān)于回火保溫時間，視硬度要求和工件大小而定,，我們認(rèn)為,，回火后的硬度取決于回火溫度，與回火時間關(guān)系不大,，但必須回透,，一般工件回火保溫時間總在一小時以上。
9 e/ _0 T5 O' |' K7 E# ?8 P2,、40Cr鋼的調(diào)質(zhì)處理 Cr能增加鋼的淬透性,，提高鋼的強度和回火穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的機械性能,。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件,，應(yīng)采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性,。& b9 |6 }2 s7 F2 T' k. S5 S
40Cr工件調(diào)質(zhì)的淬回火,，各種參數(shù)工藝卡片都有規(guī)定，我們在實際操作中體會是：: N+ W& o* f7 {. |5 M/ _' W7 K6 [8 h2 g
（一）40Cr工件淬火后應(yīng)采用油冷,，40Cr鋼的淬透性較好,，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開裂傾向小,。但是小型企業(yè)在供油緊張的情況下,，對形狀不復(fù)雜的工件，可以在水中淬火,，并未發(fā)現(xiàn)開裂,，只是操作者要憑經(jīng)驗嚴(yán)格掌握入水、出水的溫度,。9 k9 w+ ]6 i: o, q
（二）40Cr工件調(diào)質(zhì)后硬度仍然偏高,，第二次回火溫度就要增加20~50℃，不然,，硬度降低困難,。
2 D+ }/ K; {) I B1 X（三）40Cr工件高溫回火后，形狀復(fù)雜的在油中冷卻,，簡單的在水中冷卻,，目的是避免第二類回火脆性的影響�,；鼗鹂炖浜蟮墓ぜ�,，必要時再施以消除應(yīng)力處理。三 影響調(diào)質(zhì)工件的質(zhì)量,，操作工的水平是個重要因素,，同時，還有設(shè)備,、材料和調(diào)質(zhì)前加工等多方面的原因,，我們認(rèn)為： （一）工件從加熱爐轉(zhuǎn)移到冷卻槽速度緩慢，工件入水的溫度已降到低于Ar3臨界點,，產(chǎn)生部分分解,，工件得到不完全淬火組織，達(dá)不到硬度要求,。所以小零件冷卻液要講究速度,，大工件予冷要掌握時間。 （二）工件裝爐量要合理,，以1~2層為宜,，工件相互重疊造成加熱不均勻，導(dǎo)致硬度不勻,。 （三）工件入水排列應(yīng)保持一定距離,，過密使工件近處蒸氣膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低,。 （四）開爐淬火,，不能一口氣淬完,，應(yīng)視爐溫下降程度，中途閉爐重新升溫,，以便前后工件淬后硬度一致,。 （五）要注意冷卻液的溫度，10%鹽水的溫度如高于60℃,，不能使用,。冷卻液不能有油污、泥漿等雜質(zhì),，不然，會出現(xiàn)硬度不足或不均勻現(xiàn)象,。 （六）未經(jīng)加工毛坯調(diào)質(zhì),，硬度不會均勻，如要得到好的調(diào)質(zhì)質(zhì)量,，毛坯應(yīng)粗車,，棒料要鍛打。 （七）嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),，淬火后硬度偏低1~3個單位,，可以調(diào)整回火溫度來達(dá)到硬度要求。但淬火后工件硬度過低,，有的甚至只有HRC25~35,，必須重新淬火，絕不能只施以中溫或低溫回火以達(dá)到圖紙要求完事,，不然,，失去了調(diào)質(zhì)的意義，并有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,。
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" z, Q2 J! q+ F* p) }淬火+高溫回火=調(diào)質(zhì)
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0 G' ?' J M+ x4 ?- z( _鋼的熱處理工藝包括退火,、正火、淬火,、回火和表面熱處理等方法,。其中回火又包括調(diào)質(zhì)處理和時效處理。 5 N Y# B3 Q) j* \! ~; W
; R! x0 q( |+ q/ i# j2 m3 ~鋼的回火：將已經(jīng)淬火的鋼重新加熱到一定溫度,，再用一定方法冷卻稱為回火,。其目的是消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低硬度和脆性,，以取得預(yù)期的力學(xué)性能,。回火分高溫回火,、中溫回火和低溫回火三類,�,；鼗鸲嗯c淬火、正火配合使用,。
) ~3 {% Q5 z/ k4 A1 [5 \% p
. z; y+ k1 g; h8 E, @, s調(diào)質(zhì)處理：淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調(diào)質(zhì)處理,。高溫回火是指在500-650℃之間進(jìn)行回火。調(diào)質(zhì)可以使鋼的性能,，材質(zhì)得到很大程度的調(diào)整,，其強度、塑性和韌性都較好,，具有良好的綜合機械性能,。 3 C$ V: V& v% A
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時效處理：為了消除精密量具或模具、零件在長期使用中尺寸,、形狀發(fā)生變化,，常在低溫回火后（低溫回火溫度150-250℃）精加工前，把工件重新加熱到100-150℃,，保持5-20小時,，這種為穩(wěn)定精密制件質(zhì)量的處理，稱為時效,。對在低溫或動載荷條件下的鋼材構(gòu)件進(jìn)行時效處理,，以消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定鋼材組織和尺寸,，尤為重要,。
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6 G, u) N* a* ^5 h: ^1 b) k調(diào)質(zhì)常常應(yīng)用在中碳(低合金)結(jié)構(gòu)鋼，也用在低合金鑄鋼中,�,？傊畬αW(xué)要求高的結(jié)構(gòu)零部件都要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。
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