干货!一文带你(nǐ)了解正(zhèng)火、退火、淬火、回火
发布时间: 2019-10-15 来(lái)源:洛阳乐鱼网页版登录入口和顺祥机械有(yǒu)限公司 点击:1777
退火与(yǔ)回火的(de)区(qū)别(bié)在于(yú):(简(jiǎn)单地说,退火(huǒ)就是(shì)不要硬度,回火还(hái)保留(liú)一定硬度)。
回火:
高温(wēn)回火所得组(zǔ)织为回火索(suǒ)氏体。回火一般不单独使用,在(zài)零件淬(cuì)火处理(lǐ)后进行(háng)回火(huǒ),主要目(mù)的是消除淬火应力(lì),得到要求的(de)组织,回火根据回火温度的(de)不(bú)同分为低温、中温和高温(wēn)回火。分别得到回火马氏体、屈氏体和索氏(shì)体(tǐ)。
其中淬火后进(jìn)行高温回火(huǒ)相结合的热处(chù)理称为调质(zhì)处(chù)理,其目的是获得强度,硬度和塑(sù)性,韧(rèn)性都较好的(de)综合机械性能。因此(cǐ),广泛用(yòng)于汽车,拖拉机,机(jī)床等的(de)重要结构(gòu)零件,如连杆,螺栓,齿轮(lún)及(jí)轴类。回火后硬(yìng)度一(yī)般为HB200-330。
退火:
退(tuì)火过程中发生得是珠(zhū)光体转(zhuǎn)变,退火的主要目的是使(shǐ)金属(shǔ)内(nèi)部组织达到或接近平衡状态,为后续加工和***终热(rè)处(chù)理做(zuò)准备(bèi)。去(qù)应力(lì)退火是为(wéi)了消(xiāo)除由于塑性形变加工、焊接等而造成的(de)以及铸件内存在的(de)残余应(yīng)力而进行(háng)的退火工艺。锻造、铸造、焊接以及切削(xuē)加工后的工件内(nèi)部(bù)存(cún)在内应(yīng)力,如不及时消除,将使工件在加(jiā)工(gōng)和使用过程中发生变(biàn)形,影响工件精度。采用去(qù)应(yīng)力退火消除加工(gōng)过程中产(chǎn)生的内(nèi)应力十分重要(yào)。去应力退火的加热温(wēn)度(dù)低于相变温度,因此,在整个热处理过程中不(bú)发生组织转(zhuǎn)变。
内应力主要是(shì)通过工件在保温和缓冷过程(chéng)中自然消(xiāo)除的。为了使工件(jiàn)内应力消除得更彻底,在加热时应(yīng)控制(zhì)加热温度(dù)。一般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加(jiā)热速度加热到规定温度。焊接件得加(jiā)热温度应略(luè)高(gāo)于600℃。保(bǎo)温时间视情况而定(dìng),通常(cháng)为2~4h。铸件去(qù)应力退(tuì)火的保温时间(jiān)取上限,冷却速度控制(zhì)在(20~50)℃/h,冷(lěng)至(zhì)300℃以下才能(néng)出炉(lú)空(kōng)冷。时效处理可分为自然时效和人工时(shí)效两种自然时效(xiào)是将铸(zhù)件置于露天场地半年以上,便其缓缓地(dì)发(fā)生,从而(ér)使残余应力消除(chú)或减少,人工时效是将铸件加热到550~650℃进行(háng)去应力退(tuì)火,它比自然时(shí)效节省时间,残余应(yīng)力去除较(jiào)为彻底(dǐ)。
什么(me)叫回火?
回火是将淬火后的金(jīn)属成材(cái)或零(líng)件加热(rè)到(dào)某一温度(dù),保温一定时间后,以一定方式冷却的热处(chù)理工艺,回火是淬(cuì)火后紧接着进(jìn)行的(de)一(yī)种操(cāo)作(zuò),通常也是工件(jiàn)进行热处理的***后一道工序(xù),因(yīn)而把淬火和回火的联合工(gōng)艺称为(wéi)***终热处理。淬(cuì)火与(yǔ)回火的主要目的是:
1)减少内应力和降低脆性,淬火(huǒ)件(jiàn)存在着很大的应力(lì)和脆性,如没有(yǒu)及时回(huí)火往往会产生变形甚至开裂(liè)。
2)调整工件的机械性能,工件淬火后(hòu),硬度高,脆性大,为(wéi)了满足各种工件(jiàn)不同的性能要求,可以(yǐ)通过(guò)回火(huǒ)来调整,硬度,强度,塑性和韧(rèn)性。
3)稳定(dìng)工件尺寸。通过回火可使金(jīn)相组织趋于稳(wěn)定,以(yǐ)保(bǎo)证在以后的(de)使用过程中不再(zài)发生变(biàn)形。
4)改善某些合金钢的切削性(xìng)能。
在生产中,常根据对(duì)工件性(xìng)能的要求。按加热温度的不同,把回火分为低温(wēn)回火,中温回火,和(hé)高(gāo)温(wēn)回(huí)火。淬火和随后(hòu)的高(gāo)温(wēn)回火相结合的热(rè)处理工艺称为调质,即在(zài)具有高(gāo)度强度的同时(shí),又有好的塑性韧(rèn)性。主要用(yòng)于处理随较大载荷的机器结构零件,如机床主(zhǔ)轴,汽车后桥半(bàn)轴,强力(lì)齿(chǐ)轮等。
什么叫(jiào)淬火(huǒ)?
淬(cuì)火是把(bǎ)金属成材(cái)或零件加(jiā)热到相变温度以上,保(bǎo)温后(hòu),以大于临(lín)界冷却速(sù)度的急剧(jù)冷却,以获得(dé)马氏体组织(zhī)的热处(chù)理(lǐ)工艺。淬火是为了得到马氏体组织,再(zài)经回火后,使工件获得良好的使用(yòng)性能,以充分(fèn)发挥材(cái)料的潜力。其主要目的是:
1)提(tí)高(gāo)金(jīn)属(shǔ)成材或零件的机械性能(néng)。例如:提高工具、轴承(chéng)等的硬度和耐(nài)磨性,提高(gāo)弹簧的弹(dàn)性极限,提高轴类零(líng)件的综合机械性能等。
2)改(gǎi)善某些特殊钢(gāng)的材料性能或化(huà)学性(xìng)能。如提高不锈钢的耐蚀(shí)性,增(zēng)加(jiā)磁钢的永磁性等(děng)。
淬火冷却时,除(chú)需合理选用淬火(huǒ)介质外,还要有正(zhèng)确的(de)淬火方法,常用的淬火方法,主要有(yǒu)单液淬火(huǒ),双液淬(cuì)火,分(fèn)级淬火、等温淬火,局(jú)部淬火等。
正火(huǒ)、退火、淬火、回火、的区别与联系?
正火有以(yǐ)下(xià)目的和用途:
① 对亚共析钢(gāng),正火用以消除铸、锻、焊件的(de)过热粗晶组织和(hé)魏氏组织,轧(zhá)材(cái)中的带状组(zǔ)织;细化晶粒;并可(kě)作为淬火前的预先热处理。
② 对过(guò)共析钢,正(zhèng)火(huǒ)可以消(xiāo)除网状二次(cì)渗碳体,并使珠光体细化,不但改善机(jī)械性能(néng),而且(qiě)有(yǒu)利于以后的球化退火。
③ 对低(dī)碳(tàn)深冲薄(báo)钢板,正(zhèng)火可以消除晶界的游离(lí)渗碳体(tǐ),以改(gǎi)善(shàn)其深冲性能。
④ 对(duì)低(dī)碳钢和低碳(tàn)低合金钢,采用正火,可得到较多的细片状珠光体组(zǔ)织,使硬度增高到HB140-190,避免切削(xuē)时的“粘刀”现象(xiàng),改善切削加工性。对中碳钢,在(zài)既可(kě)用正火又可(kě)用退火(huǒ)的场合下,用正火更(gèng)为经济(jì)和方便。
⑤ 对(duì)普(pǔ)通中(zhōng)碳结构钢,在力学性能要求(qiú)不高的场合下,可用正火(huǒ)代替淬火加高(gāo)温回火,不仅操(cāo)作简便,而且(qiě)使钢材(cái)的组织和尺寸(cùn)稳定。
⑥ 高温正火(Ac3以上150~200℃)由于(yú)高(gāo)温下扩散速度较高,可以(yǐ)减少(shǎo)铸(zhù)件(jiàn)和锻(duàn)件的成分偏析。高温正火后的粗(cū)大晶粒可通过随(suí)后第二(èr)次较(jiào)低温(wēn)度的正火(huǒ)予(yǔ)以(yǐ)细化。
⑦ 对某些(xiē)用于汽轮机和锅炉的低(dī)、中(zhōng)碳合金(jīn)钢,常采用正火以获得贝氏体组织,再经高温回火,用于400~550℃时具有良好(hǎo)的抗蠕变(biàn)能力。
⑧ 除钢件和钢(gāng)材以(yǐ)外(wài),正火(huǒ)还广泛用(yòng)于球墨(mò)铸铁热(rè)处理,使(shǐ)其获得珠光体基(jī)体,提高球墨铸铁(tiě)的强度(dù)。
由于正火的特点是(shì)空气冷却,因而环境气(qì)温、堆放方式、气流及工件尺寸对正火后的组织和性能均有影响(xiǎng)。正火(huǒ)组织还可作为合金(jīn)钢的一种分(fèn)类方法。通常(cháng)根据直径为25毫米的试样(yàng)加热到900℃后,空冷得(dé)到的组织,将合金钢分为珠光(guāng)体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。
退(tuì)火是将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时(shí)间,然后以(yǐ)适宜速度冷却的一(yī)种金属热处理工艺(yì)。退火热(rè)处理分(fèn)为完全退火,不完全退火和去(qù)应力退火。退火材料的力学(xué)性能可以用拉伸试(shì)验来(lái)检(jiǎn)测,也可以(yǐ)用硬度试验来检测。许(xǔ)多(duō)钢材都(dōu)是以(yǐ)退火热处理状态供货的,钢(gāng)材(cái)硬度检测可(kě)以采用洛氏硬度计(jì),测试HRB硬(yìng)度,对(duì)于较薄的(de)钢板(bǎn)、钢带以(yǐ)及薄(báo)壁(bì)钢管,可以采(cǎi)用表面洛氏硬度计,检测HRT硬度。
退火的目的在于:
① 改善或消(xiāo)除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成(chéng)的各种组织(zhī)缺陷以及残(cán)余应(yīng)力(lì),防止工件变(biàn)形、开(kāi)裂。
② 软(ruǎn)化工件以(yǐ)便(biàn)进行切削加(jiā)工。
③ 细化晶粒,改善组织以(yǐ)提高工件的(de)机械性能。
④ 为(wéi)***终(zhōng)热处理(淬(cuì)火(huǒ)、回火)作好组织(zhī)准备(bèi)。
常用的退(tuì)火工艺有:
① 完全退(tuì)火。用以(yǐ)细化(huà)中、低碳钢经(jīng)铸造、锻压和焊接后出现的力(lì)学性能不(bú)佳的粗(cū)大(dà)过(guò)热组织。将工件加热到铁素(sù)体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保(bǎo)温(wēn)一段时间(jiān),然后随(suí)炉缓慢(màn)冷却,在冷却过程中奥氏体再次(cì)发(fā)生转变,即可使(shǐ)钢的(de)组(zǔ)织变细(xì)。
② 球(qiú)化(huà)退火。用以降低工具钢和轴承钢锻(duàn)压后的偏高硬度。将工件加热到(dào)钢开始形成奥氏(shì)体的(de)温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却(què),在冷却过(guò)程中珠光体中的(de)片(piàn)层状渗碳(tàn)体变(biàn)为(wéi)球状,从而降低(dī)了(le)硬度。
③ 等温退(tuì)火。用以降低某(mǒu)些镍、铬含量较高(gāo)的(de)合金(jīn)结构钢的(de)高硬度(dù),以进行切削加工。一般先(xiān)以较快速(sù)度冷却到奥(ào)氏体(tǐ)***不稳(wěn)定的温度,保温适(shì)当(dāng)时间,奥氏体(tǐ)转变(biàn)为(wéi)托(tuō)氏(shì)体或索氏(shì)体,硬度即可降 低。
④ 再结(jié)晶退火。用(yòng)以消除金(jīn)属线材、薄板在(zài)冷拔、冷轧过程中(zhōng)的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度一般(bān)为(wéi)钢(gāng)开(kāi)始形成奥氏体的温(wēn)度(dù)以(yǐ)下50~150℃ ,只有这(zhè)样(yàng)才能消除(chú)加工硬化效应(yīng)使金属软化。
⑤ 石(shí)墨化退火。用以使含有大量渗碳体的铸铁变(biàn)成塑性良好的(de)可锻铸铁。工艺操作(zuò)是将铸件加热(rè)到950℃左右,保温(wēn)一定时间后适当(dāng)冷(lěng)却,使渗(shèn)碳体(tǐ)分解形成团絮状石墨。
⑥ 扩(kuò)散退火。用以使合金铸件化学成分均(jun1)匀化,提高其使用性能。方法(fǎ)是在不发生(shēng)熔化(huà)的前提(tí)下,将铸件加热(rè)到尽可能高的温度,并长时(shí)间保温,待合(hé)金中(zhōng)各种元(yuán)素扩散趋于均匀分(fèn)布后(hòu)缓冷。
⑦ 去应力退火。用以消除钢铁铸件和(hé)焊(hàn)接件(jiàn)的内应力。对于钢铁制(zhì)品加(jiā)热后开始形成奥氏体的温(wēn)度以(yǐ)下100~200℃,保温后在空气(qì)中冷却,即可消除(chú)内(nèi)应力。
淬(cuì)火,金属和玻(bō)璃的一种热(rè)处理工(gōng)艺。把合金制品(pǐn)或玻璃加热到一定温度,随即在(zài)水、油或空气中急速冷却,一般用以提(tí)高合(hé)金的硬度(dù)和强度。通称“蘸火”。将(jiāng)经过淬(cuì)火的工件重新加热(rè)到(dào)低于下临(lín)界温度(dù)的适当温度,保温一段时间后在空气(qì)或水(shuǐ)、油等介质中冷却的金属热处理。
钢铁工件在淬火后具有以(yǐ)下特点:
① 得到(dào)了马氏体、贝氏体(tǐ)、残余奥氏体等不平衡(即(jí)不稳定)组织。
② 存在较(jiào)大内应力(lì)。
③ 力学(xué)性能不(bú)能满足(zú)要求(qiú)。因此(cǐ),钢(gāng)铁工件淬火后(hòu)一般都要经过回火。
回火(huǒ)的作用在于:
① 提高(gāo)组织稳(wěn)定性,使工件在使用过程中不(bú)再(zài)发生组织转变,从而使工件几何尺寸和性能保持稳定。
② 消除内应力,以便改(gǎi)善工(gōng)件的使用性能并稳定工件几何尺寸。
③ 调整钢(gāng)铁的(de)力学性能以(yǐ)满足使用要求。
回火之所以具有这些作用,是因为温度升高时,原子活动(dòng)能力增(zēng)强(qiáng),钢铁中的铁、碳和其(qí)他合(hé)金元素的原子可以较快(kuài)地进行扩散(sàn),实现原子的重新排列(liè)组合,从而使(shǐ)不稳(wěn)定的不平衡组(zǔ)织逐步转(zhuǎn)变为稳(wěn)定(dìng)的平衡组织。内应(yīng)力的消除还与温度(dù)升(shēng)高(gāo)时金属(shǔ)强度降(jiàng)低有关。一般钢铁(tiě)回火(huǒ)时(shí),硬度(dù)和强度下降,塑性提高。回火温度越(yuè)高,这些(xiē)力学性能的变化越(yuè)大。有些合金元素含量较高的合金钢,在某一温度范围回火时,会析出一些(xiē)颗粒细小(xiǎo)的金属(shǔ)化(huà)合物,使(shǐ)强度和硬(yìng)度上升。这种(zhǒng)现象(xiàng)称为(wéi)二次硬(yìng)化。
回火要求(qiú):用途不同的工件应在(zài)不同温(wēn)度(dù)下回火,以满足使(shǐ)用中(zhōng)的要求。
① 刀具、轴承、渗(shèn)碳淬火零件、表面淬火(huǒ)零件通(tōng)常在250℃以下(xià)进行低温回火。低温回火后硬度变化不大,内应力(lì)减小,韧性稍有提高。
② 弹簧在350~500℃下中(zhōng)温回火,可获得较(jiào)高的弹性和(hé)必要(yào)的韧性。
③ 中碳结构钢制作(zuò)的零件通常在500~600℃进行高(gāo)温回火,以(yǐ)获(huò)得适(shì)宜的(de)强度与韧(rèn)性的(de)良好配(pèi)合。
淬火加高温回火(huǒ)的热处理工艺总(zǒng)称为调质。
钢在(zài)300℃左右(yòu)回火时(shí),常使其脆性(xìng)增大,这种(zhǒng)现象称(chēng)为(wéi)***类回火脆性。一般不应在这个温(wēn)度区间回(huí)火(huǒ)。某些中碳合金(jīn)结构钢在(zài)高温回火后,如果缓慢冷至室温,也易于变脆。这种(zhǒng)现象称(chēng)为第(dì)二类(lèi)回(huí)火脆(cuì)性。在(zài)钢中加入钼(mù),或回火时在油或水中冷却,都(dōu)可以防止(zhǐ)第(dì)二类回火脆性。将第二类回火(huǒ)脆性的钢(gāng)重新加热至(zhì)原来的回火(huǒ)温(wēn)度,便可以消除这种脆性。
一.钢(gāng)的退火
概念:将钢加热、保温后缓(huǎn)慢冷却,以获得接近平(píng)衡组(zǔ)织的工艺过(guò)程。
1、完全退(tuì)火
工艺:加热Ac3以上(shàng)30-50℃→保温→随炉冷(lěng)到500度以下→空冷室温。
目的:细化晶粒,均匀组织(zhī) ,提(tí)高塑(sù)韧性,消(xiāo)除内应力,便于机械加工。
2、等温(wēn)退(tuì)火
工艺:加热Ac3以上→保温→快冷至(zhì)珠(zhū)光体转(zhuǎn)变温度(dù)→等温停留(liú)→转变为P→出炉空冷(lěng);
目的:同上。但时间短(duǎn),易控(kòng)制,脱(tuō)氧、脱碳小。(适用于过冷A比较稳定的合金钢及大型碳(tàn)钢(gāng)件)。
3、球化退火
概念:是(shì)使钢中(zhōng)的渗碳体球化(huà)的(de)工艺过程。
对象:共析(xī)钢和过(guò)共析钢
工艺:
(1)等温球化退火(huǒ)加热Ac1以上20-30度(dù)→保温→迅速冷(lěng)却到Ar1以下20度→等温→随炉冷至600度左右→出炉空冷。
(2)普(pǔ)通球化退(tuì)火加热Ac1以上20-30度→保温→极缓(huǎn)慢冷却至600度左右→出炉空冷(lěng)。(周(zhōu)期长,效率低,不适用)。
目(mù)的(de):降(jiàng)低硬度(dù)、提高塑韧(rèn)性(xìng),便(biàn)于切削加工。
机理:使片状或网状(zhuàng)渗碳体变成颗粒状(球状)
说(shuō)明:退火(huǒ)加热(rè)时,组织没有完全A化,所以又称(chēng)不完全退火。
4、去应力(lì)退火(huǒ)
工艺:加热(rè)到Ac1以下(xià)某(mǒu)一温度(500-650度(dù))→保(bǎo)温→缓(huǎn)冷至室温。
目的:消除铸件(jiàn)、锻件(jiàn)、焊接件等(děng)的残余(yú)内应力,稳定工(gōng)件尺寸。
二.钢的回火(huǒ)
工艺:将(jiāng)淬火后的钢(gāng)重新加热到(dào)A1以下某一温度保温,然后(hòu)冷(lěng)却(一(yī)般空冷)至室温(wēn)。
目的(de):消除淬火产生的(de)内(nèi)应力,稳定工件尺(chǐ)寸,降低脆性(xìng),改善(shàn)切削加(jiā)工性能。
力学(xué)性能(néng):随着回火温度的升高,硬度、强度下降,塑性韧(rèn)性升高。
1、低温回(huí)火:150-250℃ ,M回(huí),减少内应力和(hé)脆性(xìng),提高塑韧(rèn)性,有较高的(de)硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和(hé)滚动(dòng)轴承等。
2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有(yǒu)较高的(de)弹性,有一定(dìng)的(de)塑性和(hé)硬度。用于制作弹簧、锻模等。
3、高温回(huí)火:500-650℃ ,S回,具有(yǒu)良好的综合(hé)力学性能(néng)。用于制作齿轮(lún)、曲轴(zhóu)等。
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