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    干货!一文带你了解(jiě)正火(huǒ)、退火、淬火、回(huí)火(huǒ)

    发布时间: 2019-10-15 来源:洛阳皇冠和顺祥机械有限公司(sī) 点击:1761

    干货!一文(wén)带你了解正(zhèng)火、退火、淬(cuì)火、回火(huǒ)

    退(tuì)火与回火的区(qū)别在于:(简单地说,退(tuì)火就是(shì)不要硬度(dù),回火还(hái)保(bǎo)留一定硬度)。

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    回火:

      高温回火所得组织为回火索氏体。回(huí)火一般不单独(dú)使用,在零件淬火处理后(hòu)进行回火(huǒ),主要目(mù)的是消除淬火应力,得到要求(qiú)的组织,回火根据回火温度的不同分为低温、中温和高温回(huí)火。分别得到回火马(mǎ)氏体(tǐ)、屈氏体和(hé)索(suǒ)氏体(tǐ)。

      其中淬火后进行高温回火相结合的(de)热处理称为(wéi)调质处理,其目的是获得强度(dù),硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能。因此,广(guǎng)泛用(yòng)于汽车,拖拉机,机床等(děng)的重要(yào)结构零(líng)件,如(rú)连(lián)杆,螺栓,齿轮及(jí)轴类。回火后硬度一般为HB200-330。

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    退火:

      退火过程中发生得是珠光体转变,退火的(de)主要目的(de)是使金属内部组织达(dá)到或接(jiē)近平衡状态,为后续加工和***终热处理做准(zhǔn)备。去应力(lì)退火是为了消除由于塑性形变加工、焊接等(děng)而造成的以及(jí)铸件内存在的残余应力而(ér)进行的退火工艺。锻造(zào)、铸(zhù)造(zào)、焊接以(yǐ)及切削加工后的工件内部存在(zài)内应力,如不及时消除,将使工件在(zài)加(jiā)工和使用过程中发生变形,影(yǐng)响工件精度。采(cǎi)用去应力退火消除加工过程中产生的内应力(lì)十分重要。去应力退火的(de)加热温度(dù)低(dī)于相变温度,因此,在整个热处理过程(chéng)中不(bú)发生组织转变。

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    内应力主要(yào)是通(tōng)过工件在保温和缓冷(lěng)过程(chéng)中(zhōng)自然消除的。为了使(shǐ)工件内应力消除得更(gèng)彻底,在加热时应控制加热温度。一般是(shì)低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速(sù)度加热到(dào)规定温度。焊接件得加(jiā)热温(wēn)度应(yīng)略高(gāo)于600℃。保温(wēn)时间视情(qíng)况而定,通常(cháng)为2~4h。铸件(jiàn)去(qù)应力退火的保温时间取上(shàng)限(xiàn),冷(lěng)却速度(dù)控(kòng)制在(20~50)℃/h,冷(lěng)至300℃以下才能(néng)出炉空冷(lěng)。时效处理可分为自然(rán)时效和人(rén)工时效(xiào)两种自然时效是将铸件置于露天(tiān)场地半年以上,便其缓缓地发生,从而使(shǐ)残余应力消除或减少,人工(gōng)时(shí)效(xiào)是将铸件加热到550~650℃进(jìn)行去应(yīng)力退火(huǒ),它比自然(rán)时效节省时间,残余应力去除较为彻底。

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    什么叫回火?

      回火是将淬火后的金属成(chéng)材或零件(jiàn)加热到某一温(wēn)度,保温一定时间后(hòu),以一定方式冷却(què)的(de)热处理工艺,回火(huǒ)是淬火后紧接着进行的一种操作,通常也(yě)是工件进(jìn)行热处理的***后一道工(gōng)序,因而(ér)把淬(cuì)火和回(huí)火的(de)联合工艺称为***终热处理。淬火与回火(huǒ)的(de)主要目的是(shì):

      1)减少(shǎo)内应力和(hé)降低脆性,淬火件存在着很大的应力和(hé)脆性,如没有及时回火往往会产生(shēng)变形(xíng)甚至开裂。

      2)调整工件的机(jī)械性能,工件淬火后,硬(yìng)度高(gāo),脆(cuì)性(xìng)大,为了满足各种工件不同的性能(néng)要求,可以通过回(huí)火来(lái)调整,硬(yìng)度,强度,塑性(xìng)和韧性(xìng)。

      3)稳定工(gōng)件(jiàn)尺(chǐ)寸。通过回(huí)火可使金相组(zǔ)织(zhī)趋于稳定,以保(bǎo)证在以后(hòu)的使用(yòng)过(guò)程中不再发生变形(xíng)。

      4)改善某些(xiē)合金钢的(de)切削性能(néng)。

      在生(shēng)产中,常(cháng)根据对工件性能的要求。按加热温度(dù)的不同(tóng),把回火分为低温回火,中温回火,和高温回火。淬(cuì)火和随后的高温回火(huǒ)相结合的热处理工(gōng)艺称为调质(zhì),即在具(jù)有高度强度的同时(shí),又有好(hǎo)的塑(sù)性韧性。主要用于处(chù)理随较大载荷的机器结构零件(jiàn),如机床主轴,汽车后桥半(bàn)轴,强力齿轮(lún)等(děng)。

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    什(shí)么(me)叫淬火?

      淬火(huǒ)是把金属成材或零件加热到相(xiàng)变(biàn)温度以上,保(bǎo)温后,以大于临界冷却速度的急剧冷却,以获得马氏体组织(zhī)的(de)热处理(lǐ)工(gōng)艺(yì)。淬火(huǒ)是为了得到马氏体组织,再经回火后,使(shǐ)工件获得(dé)良好的使用性能,以充分发挥(huī)材料的潜(qián)力。其主要目的(de)是:

      1)提(tí)高(gāo)金属成材或零件(jiàn)的机(jī)械性能。例如:提高工具、轴承等的硬度(dù)和(hé)耐(nài)磨性(xìng),提高弹簧的弹性极限,提(tí)高轴类零件的综合机械性能等(děng)。

      2)改善(shàn)某些特殊钢的材料性能或化学性能。如提高不锈(xiù)钢的耐蚀性,增加磁(cí)钢(gāng)的永(yǒng)磁性等。

      淬火冷却时,除(chú)需合理选(xuǎn)用淬(cuì)火(huǒ)介质外(wài),还(hái)要有正确的淬火方(fāng)法,常用的淬火方(fāng)法(fǎ),主要有单液淬(cuì)火,双液淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。

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    正火、退(tuì)火、淬火(huǒ)、回火、的区别与联系(xì)?

      正火有以下目(mù)的和用途:

      ① 对亚共析钢,正火用以消除(chú)铸、锻、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织(zhī),轧材(cái)中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的预(yù)先热处理。

      ② 对过共析钢,正(zhèng)火可以消除网状二次渗(shèn)碳体,并使珠光体细化(huà),不但改善机(jī)械性(xìng)能,而(ér)且有利于以后(hòu)的球化退火。

      ③ 对低(dī)碳深冲薄(báo)钢板,正(zhèng)火可(kě)以消除晶界的游离渗碳体,以改善(shàn)其深(shēn)冲性(xìng)能。

      ④ 对低碳钢和低碳低合金钢,采用正火,可得到较多的(de)细片状(zhuàng)珠光体组织(zhī),使硬度增高(gāo)到HB140-190,避(bì)免切削时的“粘刀”现象,改(gǎi)善切削加(jiā)工(gōng)性。对中碳钢,在既(jì)可用正(zhèng)火又可用退火的(de)场(chǎng)合(hé)下,用正火(huǒ)更为经济(jì)和方便。

      ⑤ 对普通中碳结构钢,在(zài)力学性能要求不高的场(chǎng)合下,可(kě)用正火代替淬火加高(gāo)温回火,不仅操作简便,而且(qiě)使钢材的组织和尺寸(cùn)稳定。

      ⑥ 高(gāo)温正火(Ac3以(yǐ)上(shàng)150~200℃)由于高温下(xià)扩散速度较高(gāo),可以减(jiǎn)少铸件和锻件的(de)成(chéng)分(fèn)偏析。高温正火后的粗(cū)大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以细化。

      ⑦ 对某些(xiē)用于汽轮机和锅(guō)炉的低、中碳(tàn)合金钢,常采用(yòng)正火以(yǐ)获得贝氏体(tǐ)组织,再经高温回(huí)火,用(yòng)于400~550℃时具有良好的抗蠕(rú)变能(néng)力。

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

      由于(yú)正火的特点是空气冷却(què),因(yīn)而环境气温、堆放方式、气流及工件尺寸(cùn)对(duì)正火后的组织和性能均有影响(xiǎng)。正(zhèng)火组织还可作为合金钢的一种分类方法(fǎ)。通常根据直(zhí)径(jìng)为25毫(háo)米的试样加热(rè)到(dào)900℃后,空冷得到的组织,将合金钢(gāng)分为珠光体钢(gāng)、贝氏体(tǐ)钢、马氏体钢和(hé)奥氏体钢。

      退火是(shì)将金(jīn)属缓慢加热到一定(dìng)温度(dù),保(bǎo)持足够时(shí)间,然(rán)后以(yǐ)适宜(yí)速(sù)度冷却的一种金属热处理工艺。退火热(rè)处(chù)理(lǐ)分为完全退火,不(bú)完全退火和去应力退火。退火材料的力学性(xìng)能可以用拉伸试验来检测,也可以用硬度(dù)试验来检测。许多钢材都是(shì)以(yǐ)退火(huǒ)热处理状态供货(huò)的,钢材(cái)硬度检测可以采用洛氏硬(yìng)度计,测试HRB硬度,对于较薄(báo)的钢(gāng)板(bǎn)、钢(gāng)带以及薄壁钢管,可以采(cǎi)用表面洛(luò)氏硬度(dù)计(jì),检测HRT硬度。

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    退(tuì)火的目的在(zài)于:

      ① 改善或消除钢铁(tiě)在(zài)铸(zhù)造、锻压、轧制和(hé)焊接过程中(zhōng)所造成(chéng)的各种组织(zhī)缺陷以(yǐ)及残余应力(lì),防止工件(jiàn)变形、开裂。

      ② 软化(huà)工件以(yǐ)便(biàn)进行切削加工(gōng)。

      ③ 细化晶粒,改善(shàn)组织以(yǐ)提高工件的机(jī)械性能(néng)。

      ④ 为***终热处理(淬(cuì)火、回火)作好(hǎo)组(zǔ)织准备。

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    常用的退火工艺有:

      ① 完(wán)全退火。用以细化中、低(dī)碳钢经铸造、锻压和(hé)焊(hàn)接后出现的力学性能不佳的(de)粗大(dà)过热组织(zhī)。将工件加(jiā)热到铁(tiě)素体(tǐ)全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷(lěng)却,在冷却过程(chéng)中奥氏体再次(cì)发生转变,即可使钢的组(zǔ)织变(biàn)细。

      ② 球化退火。用以降低(dī)工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热(rè)到钢开始(shǐ)形成奥氏体的温(wēn)度以上(shàng)20~40℃,保温后缓(huǎn)慢(màn)冷却,在冷却(què)过(guò)程(chéng)中珠光(guāng)体中的(de)片层状渗碳体变(biàn)为球状,从而降低了硬度。

      ③ 等温退火。用(yòng)以降低某些镍、铬含量较高的合(hé)金结构(gòu)钢的高硬度,以进(jìn)行(háng)切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体***不稳(wěn)定的温度,保(bǎo)温适当时间,奥氏体转(zhuǎn)变为(wéi)托氏体或索氏体,硬度即(jí)可降 低。

      ④ 再结晶(jīng)退火。用以消除金(jīn)属线材、薄板在(zài)冷拔、冷轧过程(chéng)中(zhōng)的硬化现象(硬(yìng)度升高(gāo)、塑(sù)性下降)。加(jiā)热温度一般(bān)为钢(gāng)开始形成奥氏体的温度以(yǐ)下50~150℃ ,只有这样才能消(xiāo)除加工硬化效应(yīng)使金属软化。

      ⑤ 石墨化退火。用(yòng)以使含有(yǒu)大量渗碳(tàn)体的铸(zhù)铁变成塑性良好的可(kě)锻铸铁。工艺操作是将铸(zhù)件加热到950℃左右,保温一定时(shí)间后适当冷却,使渗碳体分解形成团絮状石墨。

      ⑥ 扩散退(tuì)火。用以使(shǐ)合金铸件化学成分均(jun1)匀化(huà),提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温(wēn),待合金(jīn)中各种元素扩散趋于均匀分布后(hòu)缓冷。

      ⑦ 去应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件(jiàn)的(de)内应力。对于(yú)钢铁制品加热后(hòu)开始形(xíng)成奥氏体(tǐ)的温度以下(xià)100~200℃,保(bǎo)温后在空(kōng)气中冷却,即可消(xiāo)除内应力。

      淬火,金(jīn)属和(hé)玻(bō)璃的一种热处理工艺。把合金制品(pǐn)或玻(bō)璃加热到(dào)一定温度(dù),随即在水、油或空(kōng)气(qì)中急速冷却,一(yī)般用以提高合(hé)金的硬(yìng)度(dù)和强度。通称“蘸火”。将经过淬火的工件重新加(jiā)热到低于下临界温度的适当温度(dù),保温一段时间后在空气或水、油等介(jiè)质中冷却的金属热(rè)处理。

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    钢铁(tiě)工件在淬火后具有以下(xià)特(tè)点:

      ① 得到了马氏体、贝氏(shì)体、残余奥氏体等不平衡(即不稳定)组织。

      ② 存在较大内应力(lì)。

      ③ 力学性能不能(néng)满足(zú)要求。因此,钢铁工件淬火后一般都要经(jīng)过回火。

      回火的作用在于(yú):

      ① 提高组织稳定(dìng)性,使(shǐ)工件(jiàn)在使用(yòng)过程(chéng)中(zhōng)不再(zài)发生组织转变(biàn),从而(ér)使工件几何尺寸和性能保持稳定。

      ② 消除(chú)内应力,以便改善工(gōng)件的使用(yòng)性(xìng)能并稳定工(gōng)件几何尺寸。

      ③ 调整钢铁的力学(xué)性能以满足使用要求。

      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(gāng)铁中的铁、碳和其(qí)他合金元素(sù)的原子可以较(jiào)快地进行扩(kuò)散,实现原子的重新排列(liè)组合(hé),从而使不稳定的不平衡组织逐步转变为稳(wěn)定的平衡组织。内应力的消除还与温度(dù)升高时金属(shǔ)强(qiáng)度(dù)降低(dī)有关。一般钢铁回火时,硬度和(hé)强度下降,塑性提高。回(huí)火温度越(yuè)高,这些力学性能的变(biàn)化越大(dà)。有些合(hé)金元(yuán)素(sù)含量(liàng)较高的合金钢(gāng),在(zài)某一(yī)温度(dù)范围回火(huǒ)时,会析出一些颗粒细小的金(jīn)属化(huà)合物,使强(qiáng)度和硬度上升。这种现象称为二次(cì)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,以满足使用中的要求。

      ① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面(miàn)淬火零件(jiàn)通常在(zài)250℃以(yǐ)下进行(háng)低(dī)温回火。低温回(huí)火(huǒ)后(hòu)硬度变化不大,内应力减小,韧(rèn)性稍有(yǒu)提高。

      ② 弹(dàn)簧在(zài)350~500℃下中温回(huí)火,可获得较高的弹性和必要的韧性。

      ③ 中(zhōng)碳结构钢制作的零件通常在500~600℃进行高温回火,以获(huò)得适宜的强度(dù)与韧性的(de)良好配合。

      淬火(huǒ)加(jiā)高(gāo)温回火的热(rè)处理工艺总称为调(diào)质。

      钢在300℃左(zuǒ)右(yòu)回(huí)火时,常使其脆性增(zēng)大(dà),这种(zhǒng)现象称为***类(lèi)回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些(xiē)中碳合金结构钢在(zài)高温回火后,如(rú)果(guǒ)缓慢冷至(zhì)室温,也易于变脆。这种现象称为第二(èr)类回(huí)火脆性。在钢(gāng)中加入钼,或回火(huǒ)时在油或水中冷却,都可以防止第二类回火脆(cuì)性。将第二类(lèi)回火脆性的钢重新加(jiā)热(rè)至原(yuán)来的回(huí)火温度,便可以消(xiāo)除这种脆性。

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    一.钢的退火

      概念:将钢加热(rè)、保温后缓慢冷却(què),以获(huò)得接(jiē)近平衡组织的工艺过(guò)程。

      1、完全退火

      工(gōng)艺:加热Ac3以(yǐ)上30-50℃→保温→随炉冷到500度以下→空冷(lěng)室温。

      目的:细化晶粒,均(jun1)匀组(zǔ)织 ,提高塑韧性,消除内应力,便(biàn)于机(jī)械加工。

      2、等(děng)温(wēn)退火

      工(gōng)艺:加(jiā)热Ac3以上(shàng)→保温→快冷(lěng)至珠光体转变温度→等(děng)温停留(liú)→转变(biàn)为P→出(chū)炉(lú)空冷(lěng);

      目的:同(tóng)上。但(dàn)时间(jiān)短,易控(kòng)制,脱氧、脱碳小。(适用于(yú)过冷A比较稳(wěn)定的合金钢(gāng)及大型(xíng)碳钢件(jiàn))。

      3、球化退(tuì)火

      概(gài)念(niàn):是(shì)使钢中(zhōng)的(de)渗(shèn)碳体球化的工艺过程(chéng)。

      对象(xiàng):共析钢和过共析钢

      工艺:

      (1)等温球化退(tuì)火(huǒ)加(jiā)热Ac1以上20-30度→保温→迅(xùn)速冷却到(dào)Ar1以(yǐ)下20度→等温→随炉冷至600度左右→出(chū)炉空冷。

      (2)普通球化退火(huǒ)加热Ac1以上20-30度→保温(wēn)→极缓慢冷却至(zhì)600度(dù)左右→出炉空冷。(周期(qī)长,效率低,不适用)。

      目的:降低硬度、提高(gāo)塑韧性,便(biàn)于切削加工。

      机理:使(shǐ)片(piàn)状或网状渗碳体变成颗粒状(球状)

      说明(míng):退火加热时,组织没有完(wán)全A化,所以又称不完全退火。

      4、去应力退(tuì)火

      工艺:加热(rè)到Ac1以下某一温度(dù)(500-650度)→保温→缓冷至室温(wēn)。

      目(mù)的(de):消除铸件、锻件、焊(hàn)接件等的残余内应力,稳定工件尺寸。

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    二.钢的回火

      工艺:将淬火后的钢(gāng)重新加热到A1以下某(mǒu)一温度保(bǎo)温,然(rán)后冷却(一般空冷)至室温。

      目(mù)的:消(xiāo)除淬火产生的内应力,稳定工件尺寸,降低脆性,改善(shàn)切(qiē)削加工(gōng)性能(néng)。

      力(lì)学性能:随着(zhe)回火(huǒ)温度的升高,硬度、强度下降(jiàng),塑性韧性升高。

      1、低温(wēn)回(huí)火(huǒ):150-250℃ ,M回,减少内应力和脆性,提高塑韧性,有(yǒu)较高的(de)硬(yìng)度和耐磨性。用于制作量具、刀具和(hé)滚动轴承等(děng)。

      2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有较高(gāo)的(de)弹性,有一定(dìng)的塑性和硬度。用于制作弹簧、锻模等。

      3、高温(wēn)回(huí)火:500-650℃ ,S回,具有良好的综合力学性能。用于制(zhì)作(zuò)齿轮、曲轴等。


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