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第一章 機器的組成與制造
知識點六、熱處理
鋼的熱處理是指在固態(tài)下對鋼進行不同的加熱、保溫、冷卻來改變鋼的內部組織,從而得到所需組織和性能的一種工藝方法。
在機械制造中,所有重要的工具和零件都要進行熱處理,而且有的零件在整個工藝過程中要處理二次以上。除了合金化以外,熱處理方法是改變金屬材料性能的主要途徑。
熱處理和其他加工工序不同,它的目的不是改變零件的形狀和尺寸,而只是改變其內部組織和性能。它是保證零件內在質量的重要工序。
根據(jù)熱處理的目的要求和工藝方法的不同,鋼的熱處理分類如下:
(一)普通熱處理
退火 | 把鋼加熱到一定溫度,保溫一定時間,然后緩慢冷卻(隨爐冷、坑冷、砂冷、灰冷)的熱處理工藝叫退火?!?/td> |
正火 | 把鋼加熱到相變溫度以上30~50度,保溫一定時間,然后空冷的熱處理工藝?!?/td> |
淬火 | 把鋼加熱到相變溫度以上的某一溫度,然后快速冷至室溫(油冷或水冷),從而提高鋼的硬度和耐磨性?!?/td> |
回火 | 將淬火后的工件加熱至低于相變點某一溫度,保持一段時間,然后冷卻,使組織成為較穩(wěn)定的狀態(tài),叫回火?!?/td> |
退火與正火的比較:
共同點:是主要用于鑄、鍛、焊毛坯的預備熱處理,以改善毛坯機械加工性能,去除內應力,為最終熱處理作準備,也可用于性能要求不高的機械零件的最終熱處理。
不同點:是冷卻速度不同:正火冷速較大,強度和硬度也較高。正火比退火生產(chǎn)周期短,設備利用率高,比較經(jīng)濟。
【注意】若零件尺寸較大或形狀較復雜,正火可能會產(chǎn)生較大的內應力和變形,甚至開裂。
回火與淬火的關系:
淬火后,鋼的硬度雖高,但脆性過大,組織不穩(wěn)定,不宜直接使用。經(jīng)過回火硬度下降,但韌性有較大改善。
回火的目的是降低淬火鋼的脆性,減少或消除內應力,防止工件變形和開裂。使不穩(wěn)定的組織趨于穩(wěn)定,以保持工件的形狀尺寸精度,并獲得所要求的組織和性能。
【注意】淬火和回火必須配合使用,單獨進行任何一個操作都是沒有意義的。參見教材P19.
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表面淬火 | 表面淬火是在不改變鋼的化學成分及心部組織的情況下,利用快速加熱將表面層奧氏體化后進行淬火,以強化零件表面的熱處理方法?!?/td> | 目前生產(chǎn)中廣為應用的是感應加熱表面淬火和火焰加熱表面淬火 |
化學熱處理 | 將鋼件置于一定溫度的特定介質中保溫,使介質中的活性原子滲入鋼件表層,從而改變表層的化學成分和組織來改變其性能的一種熱處理工藝?!?/td> | 化學熱處理的方法有:滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲鉻、滲鋁、滲硼等。 目前生產(chǎn)中最常用的是滲碳、滲氮和碳氮共滲 |
【注意】與表面淬火相比,化學熱處理不僅改變表層組織,而且還改變其化學成分,因此能更有效的改變表層性能。
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