回火的工藝(高頻回火的工藝)
高頻回火的工藝
順序一般是正火,退火,淬火,回火,正火退火屬于預(yù)先(預(yù)備)熱處理,淬火回火屬于最終熱處理,也稱調(diào)質(zhì)處理。特殊例子有正火也可作為最終熱處理的。
下面是定義,我盡量把用逗號把定義切開。
正火是,加熱到臨界溫度以上完全奧氏體化后(亞共析鋼就是Ac3過共析鋼就是Accm),保溫一段時間,空冷,目的是得到珠光體組織
退火是,將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度,保溫一段時間,適當(dāng)方式冷卻,目的是得到平衡組織。
它的定義就是這么模糊,因為它包括的范圍很大,正火可看作退火的一種,按照加熱溫度,退火可分為:完全退火(完全奧氏體化),
不完全退火(比較經(jīng)濟(jì)適合工業(yè)生產(chǎn),球化退火是一種不完全退火),
再結(jié)晶退火(再結(jié)晶溫度以上),去應(yīng)力退火(回復(fù)溫度以上,再結(jié)晶退火也是一種去應(yīng)力退火,具體看題),
等溫退火(加熱至Ac1或Ac3以上,保溫,快冷至Ac1以下,等溫轉(zhuǎn)變,特點是多了快冷的過程節(jié)約時間)
擴(kuò)散退火(加熱到Ac3以上,長時保溫,爐冷,目的是消除偏析,典型題是消除S偏析,但是不能消除P偏析因其原子擴(kuò)散速度小難以熱處理消除,消除網(wǎng)狀二次滲碳體等等)
淬火是,加熱到臨界溫度以上完全奧化,保溫一定時間,以大于臨界冷速速冷(水淬或油淬,油淬變形小不易淬裂),目的是得到馬氏體。
回火一般緊跟淬火,將淬火鋼加熱到Ac1以下適當(dāng)溫度,保溫,適當(dāng)速度冷卻(油冷或水冷)目的是提高塑性韌性。
不可避免的回火會導(dǎo)致強(qiáng)度硬度下降,但是只要符合需求就行,強(qiáng)硬度和塑韌性通常來說升降相反,它的目的就是調(diào)整四屬性使它們符合需求,調(diào)整質(zhì)量所以叫調(diào)質(zhì)處理
嘛。強(qiáng)烈推薦
崔忠圻
寫的<<金屬學(xué)與熱處理>>,新版藍(lán)皮的那個,與舊版黃皮的相比精簡了整整一半,知識點脈絡(luò)非常清晰。給個贊吧嚶嚶嚶(?_?)
高頻回火的工藝原理
調(diào)質(zhì)處理:鋼材淬火后,進(jìn)行高溫回火處理。調(diào)質(zhì)處理主要用于中碳鋼。熱處理后,工件硬度不高,塑韌性好,鋼的綜合性能好。
高頻淬火:屬于表面熱處理工藝,用于中碳鋼。熱處理后,鋼的表面硬度提高,心部保持韌性。主要目的是為了提高鋼的表面耐磨性及抗疲勞性能。
高溫回火工藝
鋼材各種熱處理的目的為: 退火的目的:主要是降低金屬材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或壓力加工,減少殘余應(yīng)力,提高組織和成分的均勻化,或為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等; 正火的目的:主要是提高低碳鋼的力學(xué)性能,改善切削加工性,細(xì)化晶粒,消除組織缺陷,為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等; 淬火的目的:使鋼件獲得所需的馬氏體組織,提高工件的硬度,強(qiáng)度和耐磨性,為后道熱處理作好組織準(zhǔn)備等; 回火的目的:主要是消除鋼件在淬火時所產(chǎn)生的應(yīng)力,使鋼件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韌性等。各種熱處理加熱溫度范圍 退火的合理的退火溫度從55℃到70℃。退火溫度一般設(shè)定比引物的Tm低5℃?! ≌鹗菍⒐ぜ訜嶂罙c3(Ac是指加熱時自由鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度,一般是從727℃到912℃之間)或Acm(Acm是實際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線)以上30~50℃,保溫一段時間后,從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝?! 〈慊鸬臏囟韧ǔ喒参鲣摰拇慊饻囟葹锳c3以上30~50度;共析鋼或過共析鋼的淬火溫度為Ac1以上30~50度?! 』鼗鸱譃榈蜏鼗鼗穑袦鼗鼗鸷透邷鼗鼗?;低溫回火是在150~250℃進(jìn)行的回火;中溫回火工件在350~500℃之間進(jìn)行的回;高溫回火工件在500~650℃以上進(jìn)行的回火。鋼廠熱處理的冷卻方式: 退火:在爐內(nèi)以較快的速度冷卻到過冷奧氏體較不穩(wěn)定的溫度下等溫停留,直至到結(jié)束后出爐冷卻,所需的工藝時間比較短,而且能獲得在同一溫度下轉(zhuǎn)變的均一組織。 正火:在空氣中冷卻,其冷卻速度比退火快。正火后鐵素體量減少,共棲體變細(xì),低合金鋼正火后,常常出現(xiàn)混合組織?! 〈慊穑合扔幂^快的速度冷卻,然后等溫停留在奧氏體高溫分解完成,是低合金鋼得到俊逸的和硬度適度的預(yù)備組織,改善切削性能。 回火:回火通常使用空冷和水冷兩種方法;空冷速度慢,可以減小組織的偏析,使組織更穩(wěn)定,是最常用的方法;水冷多用于45#和40Cr的調(diào)質(zhì)回火,以獲得回火索氏體。
高頻回火的工藝是什么
中碳鋼及中碳合金鋼進(jìn)行表面感應(yīng)淬火,根據(jù)加熱狀況的不同表面所得組織也不同。
溫度較高時會得到粗馬氏體,溫度適中時會得到細(xì)馬氏體,而欠熱時除馬氏體以外還會出現(xiàn)屈氏體和鐵素體組織??筛鶕?jù)標(biāo)準(zhǔn)《JB/T 9204-1999 鋼件感應(yīng)淬火金相檢驗》來驗收。中碳成分的馬氏體是一種混合馬氏體:以板條馬氏體為主+少量針狀馬氏體。理論上馬氏體轉(zhuǎn)變不會進(jìn)行到底,總會有殘留奧氏體,但中低碳馬氏體的殘奧在光鏡下無法分辨,通常在組織分析時忽略不計。所以,在不欠熱的情況下,中碳及中碳合金鋼感應(yīng)淬火的表面組織是100%馬氏體。相應(yīng)地,自回火或低溫回火以后就是回火馬氏體。高頻回火溫度
硬度一樣高。
方法
1、高頻淬火:通過快速加熱,待加工鋼件的表面達(dá)到淬火溫度,不均勻的熱量傳遞到中心,然后快速冷卻。只有表面硬化為馬氏體,中心仍為退火(或正火回火)結(jié)構(gòu),具有原有的塑性和良好的韌性。
2、表面淬火:將金屬工件加熱到合適的溫度一段時間,隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。
應(yīng)用
1、高頻淬火:受扭轉(zhuǎn)、彎曲等交變載荷作用的工件,其表面的應(yīng)力或耐磨性比芯部高,對工件表面的強(qiáng)化要求也高,適于含碳量We=0.40~0.50%鋼材。
2、表面淬火:淬火技術(shù)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)。幾乎所有重要的機(jī)械零件,特別是汽車、飛機(jī)和火箭用的鋼制零件,都經(jīng)過淬火處理。為了滿足各種零件的各種技術(shù)要求,開發(fā)了各種淬火工藝。
高頻回火什么意思
大
減少齒輪淬火變形的措施大致有以下幾方面:
1)防止齒輪內(nèi)孔縮小。許多機(jī)床廠總結(jié)了這方面的經(jīng)驗,有些機(jī)床廠要求齒輪淬火后,內(nèi)孔收縮<0.005mm,或<0.01mm,而一般高頻淬火后,內(nèi)孔收縮常達(dá)0.01-0.05mm;有些廠將花鍵內(nèi)孔先預(yù)熱,然后再淬外齒;有些廠對厚壁齒輪在齒坯粗車后,增加高溫回火工序,再加高頻正火以產(chǎn)生應(yīng)力,然后精車、拉花鍵、切齒、剃齒、高頻淬火、低溫回火,可控制內(nèi)孔收縮在0.005mm以內(nèi)。
2)對逐齒淬火的齒輪,最后淬火的輪齒變形大。因此,逐齒淬火減少變形的方法是交替地進(jìn)行淬火,即隔開一個或兩個齒進(jìn)行淬火,逐齒淬火減少淬火齒輪的變形。 [
常用的回火工藝
回火是將淬火鋼加熱到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下,保溫1到2小時后冷卻的工藝。回火往往是與淬火相伴,并且是熱處理的最后一道工序。經(jīng)過回火,鋼的組織趨于穩(wěn)定,淬火鋼的脆性降低,韌性與塑性提高,消除或者減少淬火應(yīng)力,穩(wěn)定鋼的形狀與尺寸,防止淬火零件變形和開裂,高溫回火還可以改善切削加工性能。
依據(jù)加熱溫度不同,回火分為:
低溫回火 加熱溫度150-200℃。淬火產(chǎn)生的馬氏體保持不變,但是鋼的脆性降低,淬火應(yīng)力降低。主要用于工具、滾動軸承、滲碳零件和表面淬火零件等要求高硬度的零件。
中溫回火 加熱溫度350-500℃?;鼗鸾M織為針狀鐵素體和細(xì)粒狀滲碳體(FeC)的混合物,稱為回火屈氏體。中溫回火能獲得較高的彈性極限和韌性,主要用于彈簧和熱作磨具回火。
高溫回火 加熱溫度500-600℃。淬火加高溫回火的連續(xù)工藝稱為調(diào)質(zhì)處理。高溫回火組織為多邊形的鐵素體(ferrite)和細(xì)粒狀滲碳體(FeC)的混合組織,稱為回火索氏體。
高溫回火為了得到強(qiáng)度、硬度和塑性韌性等性能的均衡狀態(tài),主要用于重要結(jié)構(gòu)零件的熱處理,如軸、齒輪、曲軸等。
回火工藝的特點和應(yīng)用
1.毛坯時:低碳鋼正火;中碳鋼、高碳鋼退火。
2.機(jī)加工過程中,消除加工應(yīng)力時:中碳鋼、高碳鋼退火。
3.最終獲得硬度時:低碳鋼滲碳淬火;中碳鋼、高碳鋼淬火。
4.中碳鋼保持良好的機(jī)械性能時,淬火+回火(即調(diào)制處理)。以上只是大致原則。要了解材料特點,熱處理特點、作用,再加上分析和知識的積累,就不難選擇了。
回火的工藝流程
1.1正火加熱時間
加熱時間t=KD
式中t為加熱時間(s);
D使工件有效厚度(mm);
K是加熱時間系數(shù)(s/mm
1.2正火加熱溫度
根據(jù)鋼的相變臨界點選擇正火加熱溫度
低碳鋼:T=Ac3+(100~150℃)
中碳鋼:T=Ac3+(50~100 ℃)
高碳鋼:T= Ac3+ (30~50℃)
亞共析鋼:T= Ac3+ ( 30~80 ℃ )
共析鋼及過共析鋼:T=Acm+ ( 30~50℃)
1.3淬火加熱時間
為了估算方便起見,計算淬火加熱時間多采用下列經(jīng)驗公式:
t=a·K·D、(不經(jīng)預(yù)熱)
t=(a+b)·K·D、(經(jīng)一次預(yù)熱)
t=(a+b+c)·K·D、(經(jīng)二次預(yù)熱)
式中t—加熱時間(min);
a—到達(dá)淬火溫度的加熱系數(shù)(min/mm) ;
b—到達(dá)預(yù)熱溫度的加熱系數(shù)(min/mm) ;
c—到達(dá)二次預(yù)熱溫度的加熱系數(shù)(min/mm) ;
K—裝爐修正系數(shù);
D、—工件的有效厚度(mm)。
在一般的加熱條件下,采用箱式爐進(jìn)行加熱時,碳素鋼及合金鋼a多采用1~1.5min/mm;b為1.5~2min/mm(高速鋼及合金鋼一次預(yù)熱a=0.5~0.3;b=2.5~3.6;二次預(yù)熱a=0.5~0.3;b=5~2.5; c=0.8~1.1),若在箱式爐中進(jìn)行快速加熱時,當(dāng)爐溫較淬火加熱溫度高出100~150℃時,系數(shù)a約為1. 5~20秒/毫米,系數(shù)b不用另加。若用鹽浴加熱,則所需時間,應(yīng)較箱式爐中加熱時間少1/5(經(jīng)預(yù)熱)至1/3(不經(jīng)預(yù)熱)左右。
1.4淬火加熱溫度
按常規(guī)工藝:
亞共析鋼的淬火加熱溫度為Ac3+ (30~50℃);
共析和過共析鋼為Ac1+(30~50℃);
合金鋼的淬火加熱溫度常選用Ac1(或Ac3) +(50~100℃)。
1.5回火加熱時間
對于中溫或高溫回火的工件,回火時間是指均勻透燒所用的時間,可按下列經(jīng)驗公式計算:
t=aD+b
式中,t—回火保溫時間(min);
D—工件有效尺寸(mm);
a—加熱系數(shù)(min/mm);
b—附加時間,一般為10-20分鐘。
鹽浴的加熱系數(shù)為0. 5~0. 8min/mm;鉛浴的加熱系數(shù)為0.3~0.5min/mm;井式回火電爐(RJJ系列回火電爐)加熱系數(shù)為1.0~1.5 min/mm;式電爐加熱系數(shù)為2~2.5mim/mm。
1.6回火加熱溫度
鋼的回火定量關(guān)系式很早就有人研方經(jīng)驗公式為:
鋼的回火溫度的估算,
T=200+k (60-x)
式中:x—回火后硬度值,HRC,
k—侍定系數(shù),對于45鋼,x>30,k =11;x≤30,k=1.2。
大量試驗表明,當(dāng)鋼的回火參數(shù)P一定時,回火所達(dá)到的工藝效果—硬度值或力學(xué)性能相同。因此,按傳統(tǒng)經(jīng)驗式確定回火參數(shù)僅在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(回火1h)時方可使用,實際生產(chǎn)應(yīng)用受到限制。
為了解決上述問題,將有關(guān)因素均定量表達(dá),導(dǎo)出如下回火公式:
(1)在200~4000C范圍:
HV=640-(T-20)*1. 05+(lgt-1.28) * 366+(T-200) (lgt-1.28) * 0. 036
(2)在400 ~6000C范圍:
HV=17.2*103/T- (lgt-1. 28)*29.4-(T-400)( lgt -1.28)*0. 023
式中,T—回火溫度℃;
t—回火時間,min。
對比可以看出影響回火效果的主要因素是T和t能較好,較真實地反映出實際工藝參數(shù)的影響,定量地表達(dá)了不同溫度區(qū)間回火硬度的變化特征。
2 鋼的淬火冷卻時間計算
2.1 鋼預(yù)冷淬火時空氣預(yù)冷時間ty (s)
ty=12+(3~4) D
式中:D—淬火工件危險截面厚度,mm。
2.2 鋼Ms點上分級冷卻時間tf (s)
tf=30+5D
3 鋼的淬火硬度的計算
3.1鋼終端淬火試驗時,距試樣頂端4~40mm范圍內(nèi)各點硬度H4~40 (HRC)
H4~40=88C1/2-0. 0135E2C1/2+19Cr1/2+6. 3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si 1/2-0. 82G-20E1/2+2.11E-2
式中:E—到頂端距離,mm;
G—奧氏體晶粒度。
3.2鋼的最高淬火硬度,即淬火鋼獲得90%馬氏體時的硬度Hh (HRC)
Hh=30+50C
3.3鋼的臨界淬火硬度,即淬火鋼獲得50%馬氏體時的硬度H1(HRC)
H1=24+40C
3.4鋼淬火組織為馬氏體時的硬度HVM
HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+211ogvM
3.5鋼淬火組織為貝氏體時的硬度HVB
HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logvB(89+54C-55Si-22Mn- l0Ni-20Cr-33Mo)
3.6鋼淬火組織為珠光體-鐵素體的硬度HVPF
HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logvPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V)
4 鋼回火后硬度的計算
4.1鋼淬火組織為馬氏體時的回火硬度HVM
HVM=74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn- 35Ni-11Cr+352Mo-2345V)
式中:PB—回火參數(shù)(回火溫度*回火時間,此處加熱時間為1H)。
4.2鋼淬火組織為貝氏體時的回火硬度HVB
HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V)
4.3鋼回火后硬度回歸方程
HRC=75.5-0.094T-0.66CM
式中:T—回火溫度,℃;
CM—鋼的含碳量或碳當(dāng)量,%;
CM=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) / 5+ (Ni+Cu) /15
4.4 45鋼回火后硬度回歸方程
20≤T≤400
HV=640-(T-200) 1.05-(logt-1.28) 36.6+(T-200)(logt-1.28)0.0036
400≤T≤600
HV=17.2*104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400) (logt-1.28)0.014
式中:t—回火時間,min。
5 鋼的回火溫度的估算(適用于碳素鋼)
T=200+k(60-x)
式中:x—回火后硬度值,HRC;
K—待定系數(shù),對于45鋼,x>30,k=11;x≤30,k=12 。
高頻回火的工藝有哪些
高頻淬火一般應(yīng)用于小尺寸的桿件,在機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中推薦使用G48,即使用感應(yīng)淬火,能達(dá)到的最硬值是48.采用感應(yīng)淬火的時候,工藝范圍是860-900℃.淬火后一定要進(jìn)行回火,要達(dá)到HRC40左右,一般中溫回火350-370℃(HRC42-47),也可以采用低溫回火220-250℃(此時可以達(dá)到HRC48)
回火有哪幾種工藝
金屬熱處理有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝,俗稱“四把火”。
一、第一把火——退火:
1、退火是將工件加熱到適當(dāng)溫度,根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時間,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),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。
2、退火的目的:
①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力,防止工件變形、開裂。
②軟化工件以便進(jìn)行切削加工。
③細(xì)化晶粒,改善組織以提高工件的機(jī)械性能。
④為最終熱處理(淬火、回火)作好組織準(zhǔn)備。
二、第二把火——正火:
1、正火是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,也有時用于對一些要求不高的零件作為最終熱處理。
2、正火的目的:
①可以消除鑄、鍛、焊件的過熱粗晶組織和魏氏組織,軋材中的帶狀組織;細(xì)化晶粒;并可作為淬火前的預(yù)先熱處理。
②可以消除網(wǎng)狀二次滲碳體,并使珠光體細(xì)化,不但改善機(jī)械性能,而且有利于以后的球化退火。
③可以消除晶界的游離滲碳體,以改善其深沖性能。
三、金屬熱處理的第三把火——淬火:
1、淬火是將工件加熱保溫后,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,但同時變脆。
2、淬火的目的:
①、提高金屬成材或零件的機(jī)械性能。例如:提高工具、軸承等的硬度和耐磨性,提高彈簧的彈性極限,提高軸類零件的綜合機(jī)械性能等。
②、改善某些特殊鋼的材料性能或化學(xué)性能。如提高不銹鋼的耐蝕性,增加磁鋼的永磁性等。
四、金屬熱處理的第四把火——回火:
1、回火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)行長時間的保溫,再進(jìn)行冷卻,這種工藝稱為回火。
2、回火的目的:
①、減少內(nèi)應(yīng)力和降低脆性,淬火件存在著很大的應(yīng)力和脆性,如沒有及時回火往往會產(chǎn)生變形甚至開裂。
②、調(diào)整工件的機(jī)械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,為了滿足各種工件不同的性能要求,可以通過回火來調(diào)整,硬度,強(qiáng)度,塑性和韌性。
③、穩(wěn)定工件尺寸。通過回火可使金相組織趨十穩(wěn)定,以保證在以后的使用過程中不再發(fā)生變形。
④、改善某些合金鋼的切削性能。