金属材料进行热处理的意义
热处理是指将钢在固态下加热到预定温度,保温一段时间,然后以预定的方式冷却,从而得到所需性能的一种加工工艺。研究金属材料的热处理的主要原因:了解金属材料的特性及其内部力学性能,便于充分的利用;了解金属材料的成分,温度,结构之间的关系,以及改变结构和性能的方法。金属材料热处理的方法:退火:将钢加热到一定温度并保温一段时间,然后使它慢慢冷却。正火:将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。
淬火:将钢加热到临界温度以上,保温一段时间,然后很快放入淬火剂中,使其温度骤然降低,以大于临界冷却速度的速度急速冷却,而获得以马氏体为主的不平衡组织的热处理方法。回火:将已经淬火的钢重新加热到一定温度,再用一定方法冷却。热处理的目的是:改变钢的内部组织结构,从而改善工件的工艺性能、使用性能,挖掘钢材的潜力,延长零件的使用寿命,提高产品质量。节约材料和能源。钢的普通热处理工艺方法
(1)钢的退火 通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后缓慢地随炉冷却。此时,奥氏体在高温区发生分解,从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢经退火后消除了残余应力,组织稳定,硬度较低有利于下一步进行切削加工。
(2)钢的正火 通常是把钢加热到临界温度Ac3线以上,保温一段时间,然后进行空冷。由于冷却速度稍快,与退火组织相比,组织中的珠光体量相对较多,且片层较细密,故性能有所改善,细化了晶粒,改善了组织,消除了残余应力。对低碳钢来说,正火后提高硬度可改善切削加工性,提高零件表面光洁度;对于高碳钢,则正火可消除网状渗碳体,为下一步球化退火及淬火作好组织准备
(3)钢的淬火 钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却,以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。
(4)钢的回火 通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度,经过适当时间的保温后,冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂,一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度,甚至开裂。因此,淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。 加热温度碳钢普通热处理的加热温度,原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30~50℃选定。但生产中,应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高,否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低,也达不到要求。 将钢加热到一定温度并保温一段时间,然后使它慢慢冷却,称为退火。钢的退火是将钢加热到发生相变或部分相变的温度,经过保温后缓慢冷却的热处理方法。退火的目的,是为了消除组织缺陷,改善组织使成分均匀化以及细化晶粒,提高钢的力学性能,减少残余应力;同时可降低硬度,提高塑性和韧性,改善切削加工性能。所以退火既为了消除和改善前道工序遗留的组织缺陷和内应力,又为后续工序作好准备,故退火是属于半成品热处理,又称预先热处理。通过热处理可以改变钢的内部结构,从而改变其工艺性能和使用性能,最大限度的利用钢材的潜力,提高产品质量,延长零件的使用寿命。节约材料和能源。