熱處理工藝一般包括加熱烂辟、保溫、冷卻三個(gè)過程俐逛,有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程。這些過程互相銜接绊含,不可間斷需纳。加熱是熱處理的重要工序之一。金屬熱處理的加熱方法很多艺挪,最早是采用木炭和煤作為熱源不翩,進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料。電的應(yīng)用使加熱易于控制麻裳,且無環(huán)境污染口蝠。利用這些熱源可以直接加熱,也可以通過熔融的鹽或金屬津坑,以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱妙蔗。
金屬加熱時(shí),工件暴露在空氣中疆瑰,常常發(fā)生氧化眉反、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穆役。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中寸五、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)加熱聘楞。
加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一涉爆,選擇和控制加熱溫度 ,是保證熱處理質(zhì)量的主要問題虑涣。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異层阎,但一般都是加熱到相變溫度以上,以獲得高溫組織坪逃。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間轰弥,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)間咬钝,使內(nèi)外溫度一致杀铆,使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間盈械。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)魄恭,加熱速度極快妻诚,一般就沒有保溫時(shí)間案贩,而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長(zhǎng)揣褂。
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攒庵,主要是控制冷卻速度嘴纺。一般退火的冷卻速度最慢,正火的冷卻速度較快浓冒,淬火的冷卻速度更快栽渴。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)行淬硬稳懒。
金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理闲擦、表面熱處理和化學(xué)熱處理三大類。根據(jù)加熱介質(zhì)场梆、加熱溫度和冷卻方法的不同墅冷,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或油,可獲得不同的組織寞忿,從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬顶岸,而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜腔彰,因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
整體熱處理是對(duì)工件整體加熱拿酱,然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s侄俐,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企恢、正火您眉、淬火和回火四種基本工藝。
退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度涡趟,根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間林皇,然后進(jìn)行緩慢冷卻,目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài)呼泪,獲得良好的工藝性能和使用性能妓付,或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻宗窗,正火的效果同退火相似滚胎,只是得到的組織更細(xì),常用于改善材料的切削性能蛮埋,也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理田搏。
淬火是將工件加熱保溫后,在水、油或其它無機(jī)鹽着憨、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻墩衙。淬火后鋼件變硬,但同時(shí)變脆甲抖。為了降低鋼件的脆性漆改,將淬火后的鋼件在高于室溫而低于650℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的保溫,再進(jìn)行冷卻准谚,這種工藝稱為回火挫剑。退火、正火柱衔、淬火樊破、回火是整體熱處理中的“四把火”,其中的淬火與回火關(guān)系密切唆铐,常常配合使用哲戚,缺一不可。
“四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同或链,又演變出不同的熱處理工藝 惫恼。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性,把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝嚎衡,稱為調(diào)質(zhì)垃燃。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)間漓荞,以提高合金的硬度介然、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理拟卢。
把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行盗晨,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绞甥;在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理献鬼,它不僅能使工件不氧化,不脫碳帖豫,保持處理后工件表面光潔许夺,提高工件的性能,還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理镜伪。
表面熱處理是只加熱工件表層扼褪,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)部粱栖,使用的熱源須具有高的能量密度话浇,即在單位面積的工件上給予較大的熱能脏毯,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 |