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

    发布时间: 2019-10-15 来源:洛阳米兰web版登录入口和顺祥机械有限公司 点击:1775

    干货!一文带你了解正火、退火、淬火、回火

    退火(huǒ)与(yǔ)回火的区别在于(yú):(简单地(dì)说,退(tuì)火就是不要硬度,回(huí)火还保留一定硬(yìng)度)。

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    回火:

      高温回(huí)火所(suǒ)得组(zǔ)织为回火(huǒ)索氏体。回火一般不单独使用,在零件淬火处理后进行回火,主要目的是消除淬火应力,得(dé)到要求的组织,回火根据回火温度的不同(tóng)分为低温、中温(wēn)和(hé)高(gāo)温回火。分别得到回火马氏体、屈氏体和(hé)索氏体(tǐ)。

      其(qí)中淬火后进(jìn)行高温回火相(xiàng)结合的热处理称为调质处理,其目的是获得强度,硬度和塑(sù)性,韧性都较好的综(zōng)合机械性能。因此,广泛(fàn)用于汽车,拖拉机,机(jī)床(chuáng)等的重要结构(gòu)零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类(lèi)。回火后硬度一般(bān)为(wéi)HB200-330。

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    退火:

      退火过程中发生得(dé)是珠(zhū)光体转变,退(tuì)火的主要目的是使金属内(nèi)部组织达到或接(jiē)近平衡状(zhuàng)态,为后续加(jiā)工和***终热(rè)处理做准备。去应力退火是为(wéi)了(le)消除由于塑性(xìng)形变加(jiā)工、焊接等而造成的以及铸件内(nèi)存(cún)在的残(cán)余应力而(ér)进(jìn)行的退火工(gōng)艺。锻造、铸造、焊接以及(jí)切削加工后的(de)工件内部(bù)存在内应力,如不(bú)及时(shí)消除,将使工件在加(jiā)工(gōng)和使用过程中发生变形,影响工件精(jīng)度。采用去应(yīng)力退火消除加工过程中产生的内(nèi)应力十分(fèn)重要。去应力退火的(de)加热温度低(dī)于(yú)相变温度,因此,在整个热处理过程中不(bú)发生组织转变。

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    内应力主(zhǔ)要是通过工件在(zài)保温和缓冷过程中自(zì)然消除的。为了使工件内应力消(xiāo)除(chú)得更彻底,在(zài)加热时应控制加热温(wēn)度。一般是低(dī)温进(jìn)炉,然后以100℃/h左右得加热速(sù)度加热到规定(dìng)温度(dù)。焊(hàn)接件得加(jiā)热(rè)温度应略高(gāo)于600℃。保温时间视情况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的(de)保温时间取上限,冷(lěng)却(què)速(sù)度(dù)控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以(yǐ)下(xià)才能出炉空(kōng)冷。时效处理可(kě)分为(wéi)自然时效和人工(gōng)时效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(ér)使残(cán)余应力消除或减少,人工时效(xiào)是将铸件加热到(dào)550~650℃进行去应力(lì)退火,它比自然时效(xiào)节省时间,残余应力去除较为(wéi)彻底。

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    什么叫(jiào)回火?

      回火(huǒ)是将淬火后的(de)金属成材或(huò)零件加(jiā)热到(dào)某一(yī)温度,保温一(yī)定时间后,以一定方式冷却的热处理工艺,回(huí)火是淬火后紧(jǐn)接着进行的(de)一种操作,通常(cháng)也是工件进(jìn)行热(rè)处理(lǐ)的***后(hòu)一道工序,因而把淬火和回火的联合工艺称为***终热处理。淬火(huǒ)与回火(huǒ)的主要目的是:

      1)减少内应力和降(jiàng)低脆性,淬(cuì)火件(jiàn)存(cún)在着很(hěn)大的应力和脆性,如没(méi)有及时回火往往会产生变形甚至开裂。

      2)调整工件(jiàn)的(de)机械性能,工件淬火后,硬度高,脆性(xìng)大,为了满足各种工件不同的性能要(yào)求,可(kě)以通过回火来(lái)调(diào)整,硬度(dù),强度,塑(sù)性和韧性(xìng)。

      3)稳(wěn)定工件尺寸。通过回火(huǒ)可使金(jīn)相组(zǔ)织趋于稳(wěn)定,以(yǐ)保(bǎo)证在以后的使用(yòng)过程中不再发(fā)生变形。

      4)改善某些合金(jīn)钢(gāng)的切削性能(néng)。

      在生产中,常根据对(duì)工(gōng)件性能的要求。按加热(rè)温度(dù)的不同,把(bǎ)回火分为(wéi)低温回火,中温回火,和高温回火。淬火和(hé)随后的高(gāo)温回火(huǒ)相结合的热处理工艺(yì)称为(wéi)调(diào)质,即在具(jù)有高度强度的同时,又有好的(de)塑(sù)性韧(rèn)性。主(zhǔ)要用于处理(lǐ)随较大载(zǎi)荷(hé)的机器结(jié)构零件,如机床主轴,汽(qì)车后桥半轴,强力齿轮等。

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    什么叫淬火?

      淬火是把金属成材或(huò)零(líng)件加热到相变温度以上,保温后,以大于临界冷却速度的(de)急剧冷却,以获得马氏体组织(zhī)的(de)热(rè)处理工艺。淬火是为了(le)得到马氏体组织,再经(jīng)回火后,使工件获得良(liáng)好的使(shǐ)用性能,以充分发挥材(cái)料的(de)潜(qián)力。其主要(yào)目的是:

      1)提高金属成材或零件的机械性(xìng)能。例如:提高工具、轴承等的(de)硬(yìng)度和耐磨(mó)性,提高弹(dàn)簧的(de)弹性极限,提高轴类零件的综(zōng)合机械性能等(děng)。

      2)改善某(mǒu)些特殊钢的(de)材料性能或化(huà)学性能。如提高(gāo)不锈钢的耐蚀性(xìng),增加磁(cí)钢的永磁性等(děng)。

      淬火冷却时,除需合(hé)理选用(yòng)淬(cuì)火(huǒ)介(jiè)质外,还要有(yǒu)正确的淬火方法,常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火、等温(wēn)淬火,局部淬火等。

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    正火、退火、淬火、回火、的(de)区别与联(lián)系?

      正火有以下目的和用(yòng)途:

      ① 对亚共析(xī)钢(gāng),正火用以消除铸(zhù)、锻、焊件的过(guò)热粗(cū)晶组织和魏氏(shì)组(zǔ)织,轧材中(zhōng)的带(dài)状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的预先热处(chù)理。

      ② 对过共析钢,正火可(kě)以消除网状二次渗(shèn)碳体,并使珠光体细化(huà),不但改(gǎi)善机(jī)械性能,而且有利于以后的球化退火。

      ③ 对低碳深冲薄钢板,正火可以消除(chú)晶界的游离渗碳体,以改善其(qí)深(shēn)冲性能。

      ④ 对低碳钢(gāng)和低(dī)碳(tàn)低合金钢,采用正火,可得到较多的细片状珠光(guāng)体(tǐ)组织,使硬度增高到HB140-190,避免切削时的“粘刀”现象(xiàng),改善切削(xuē)加工性。对中碳钢,在既可用正火又可用(yòng)退(tuì)火的场合下,用正火更为经济和方(fāng)便。

      ⑤ 对普通中碳结构钢(gāng),在力学性能要求不高的场(chǎng)合下,可用正火代替(tì)淬火加(jiā)高(gāo)温(wēn)回火,不仅操(cāo)作简便,而且使钢材的(de)组织和尺寸稳定。

      ⑥ 高温正火(Ac3以上150~200℃)由(yóu)于高温(wēn)下扩散速度(dù)较(jiào)高,可以减少铸件和锻件(jiàn)的成分偏析。高(gāo)温正火后(hòu)的(de)粗大晶粒可通过随(suí)后(hòu)第二次较低温度的正火予以细(xì)化。

      ⑦ 对某些用于汽轮机(jī)和锅炉的低(dī)、中(zhōng)碳(tàn)合金钢(gāng),常采用正火以获得(dé)贝氏体组织,再(zài)经高温回火,用于(yú)400~550℃时具有良好的抗蠕变能力。

      ⑧ 除(chú)钢件和钢(gāng)材以外,正火还广泛用于球墨铸铁热处理,使其获(huò)得珠光体基体,提(tí)高球墨铸铁的强度(dù)。

      由于正火的(de)特点(diǎn)是空气(qì)冷却,因而环境气(qì)温、堆放(fàng)方式(shì)、气流及工件(jiàn)尺寸对正火后的(de)组织和性能均有影响。正火(huǒ)组(zǔ)织还可作为(wéi)合金钢(gāng)的一种分类方法(fǎ)。通常根(gēn)据直(zhí)径为25毫米的(de)试样加热(rè)到900℃后(hòu),空冷得(dé)到(dào)的组(zǔ)织,将合(hé)金钢分为珠光(guāng)体(tǐ)钢、贝(bèi)氏体钢(gāng)、马氏体钢和奥(ào)氏体钢。

      退火是将金属缓慢加热到一(yī)定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺。退火热处理分为(wéi)完全(quán)退(tuì)火,不完全退火和去应力退火(huǒ)。退火材料的力学性能可以(yǐ)用拉伸试验来检测,也可(kě)以用硬度(dù)试验来检测。许多钢材都是以退火热处理状态(tài)供货的(de),钢(gāng)材(cái)硬(yìng)度(dù)检(jiǎn)测(cè)可以采用洛氏(shì)硬度计,测试HRB硬度(dù),对(duì)于较薄的钢板(bǎn)、钢带以及薄壁(bì)钢管,可以采(cǎi)用表面(miàn)洛(luò)氏硬(yìng)度计,检(jiǎn)测HRT硬度。

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    退火的目的在(zài)于:

      ① 改善或消除钢铁在铸造、锻(duàn)压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺(quē)陷以及残余应(yīng)力,防止工件变形、开裂。

      ② 软(ruǎn)化(huà)工件以便(biàn)进行切削(xuē)加工。

      ③ 细化晶(jīng)粒,改善组(zǔ)织以(yǐ)提(tí)高工件的机械性能(néng)。

      ④ 为***终(zhōng)热(rè)处理(lǐ)(淬火、回火)作好组织准备。

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    常用(yòng)的退火(huǒ)工艺有:

      ① 完全(quán)退火(huǒ)。用以细化(huà)中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力(lì)学性能不(bú)佳(jiā)的粗大过热组织。将工件(jiàn)加热到铁素体(tǐ)全部转变为(wéi)奥(ào)氏体的温度(dù)以(yǐ)上30~50℃,保温一段时间,然后(hòu)随炉缓(huǎn)慢冷(lěng)却,在冷却过程(chéng)中(zhōng)奥氏体再次发(fā)生转(zhuǎn)变,即可使钢的组织变细。

      ② 球化退火。用以(yǐ)降低工具钢和(hé)轴承钢锻压(yā)后的偏(piān)高硬度。将工件加热到钢开始(shǐ)形成奥氏(shì)体的温度以上(shàng)20~40℃,保温后缓慢冷却(què),在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而(ér)降低了硬度(dù)。

      ③ 等(děng)温(wēn)退火。用(yòng)以(yǐ)降低(dī)某些镍、铬含(hán)量(liàng)较(jiào)高的合(hé)金(jīn)结构钢的高硬度,以进(jìn)行切削加工。一般先以较快速度冷却(què)到奥氏体(tǐ)***不稳定的温度,保(bǎo)温适当(dāng)时(shí)间,奥氏体转变为托氏体或(huò)索(suǒ)氏体,硬度(dù)即可降 低。

      ④ 再结晶退火(huǒ)。用以(yǐ)消除金属线材、薄板在冷(lěng)拔、冷轧过程中的硬(yìng)化现象(硬度升高、塑性(xìng)下降)。加热温度一般为钢开始形成奥氏体(tǐ)的温度以下50~150℃ ,只有这(zhè)样(yàng)才能消除加工(gōng)硬化效应使金(jīn)属软化。

      ⑤ 石墨化(huà)退(tuì)火。用以(yǐ)使含有大量渗碳体的铸(zhù)铁变成塑性(xìng)良好的可锻铸(zhù)铁(tiě)。工艺操作(zuò)是将铸(zhù)件加热(rè)到950℃左右,保(bǎo)温(wēn)一定时(shí)间后适当冷却,使渗碳体分解形(xíng)成团絮状石墨。

      ⑥ 扩(kuò)散退火。用以使合金铸件(jiàn)化学成(chéng)分(fèn)均匀化,提(tí)高其使用(yòng)性能。方法是在不发生熔化的(de)前提下,将铸件加热到(dào)尽可能高的(de)温度,并长时间保(bǎo)温,待(dài)合金中各种元素扩(kuò)散趋于均匀分布后缓冷(lěng)。

      ⑦ 去应力退火。用以消除(chú)钢铁铸件和(hé)焊(hàn)接件的内应力。对于钢铁制(zhì)品加热(rè)后开始形成奥氏体的(de)温(wēn)度以下100~200℃,保温后在空气中冷却(què),即(jí)可消(xiāo)除内(nèi)应力。

      淬火,金属和玻璃的一种热处理工艺。把合(hé)金制品(pǐn)或玻璃加热到一定温度(dù),随即(jí)在水、油或空气中急速冷却,一般用以提高合(hé)金的硬(yìng)度和强度。通称“蘸火”。将经过淬火的(de)工件(jiàn)重新加热(rè)到低(dī)于下临界温度的(de)适当温(wēn)度,保温一段时间后(hòu)在空气或水、油等介质(zhì)中冷却的金属(shǔ)热处理。

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    钢铁工件在(zài)淬(cuì)火后具(jù)有以下(xià)特点:

      ① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥氏体等(děng)不平衡(héng)(即不稳定(dìng))组织。

      ② 存在(zài)较大内应力(lì)。

      ③ 力学(xué)性能不能满足要求。因此,钢铁工(gōng)件淬火后一般都要经过回(huí)火。

      回火的作用在于:

      ① 提高组织稳定性,使工(gōng)件在使用过程中不再发生组织转变,从(cóng)而使工件几何尺寸和性能保持稳(wěn)定。

      ② 消除内应力(lì),以便改(gǎi)善工(gōng)件的使用性(xìng)能(néng)并(bìng)稳定工件(jiàn)几何(hé)尺寸(cùn)。

      ③ 调(diào)整钢铁的(de)力学(xué)性能以满足使(shǐ)用要求。

      回火之所以具有这些作用,是因为温度升高时(shí),原子(zǐ)活(huó)动能力增强,钢(gāng)铁(tiě)中的铁、碳和其他合金元素的原子(zǐ)可以较快地进行扩散,实现原子的重新排列组合(hé),从而使(shǐ)不稳定的不平衡组(zǔ)织逐步转变为稳(wěn)定的平衡组织。内应力的消除(chú)还与温(wēn)度升(shēng)高(gāo)时金属强度(dù)降低有关。一般(bān)钢铁回(huí)火时(shí),硬度和强度下(xià)降,塑性提高。回火温度越高(gāo),这些力学性能的变化越(yuè)大。有(yǒu)些(xiē)合金元素含量较高的(de)合金钢,在某一温度范围回(huí)火时,会析出一些(xiē)颗粒细小的金属化合(hé)物,使强度和硬度上升。这种(zhǒng)现象(xiàng)称为(wéi)二次硬(yìng)化。

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    回火(huǒ)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、表面淬火零件通常在250℃以下进行(háng)低温回(huí)火。低温回火后硬度变化不(bú)大,内(nèi)应(yīng)力减小,韧性稍有提高。

      ② 弹簧在(zài)350~500℃下(xià)中温回火,可获得较高的弹性和必要(yào)的韧性。

      ③ 中碳(tàn)结构钢制作的零件(jiàn)通常在500~600℃进(jìn)行高(gāo)温(wēn)回火(huǒ),以获得(dé)适宜的强(qiáng)度与(yǔ)韧(rèn)性的良好配合(hé)。

      淬火(huǒ)加(jiā)高温回火的热处(chù)理(lǐ)工艺总称为调质。

      钢在(zài)300℃左右回火时,常使其脆性增大,这种现象称为(wéi)***类回火脆(cuì)性。一般不(bú)应在这个温度区间回(huí)火。某些中碳合金结构钢(gāng)在高(gāo)温回火后,如果缓慢冷至室温,也易(yì)于变(biàn)脆。这(zhè)种(zhǒng)现象称为第二类回火脆性。在钢中加入钼,或回火时在油或水中冷却,都可(kě)以防止第二(èr)类回火脆性。将(jiāng)第二类回(huí)火脆性(xìng)的钢重新加(jiā)热至原来的回火温(wēn)度,便可以消除这种脆性。

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    一.钢的退火

      概念(niàn):将钢加热、保温后缓慢冷却,以获(huò)得接近平衡组织的工艺过程。

      1、完全退火

      工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随炉冷到500度以下→空(kōng)冷(lěng)室温。

      目的:细(xì)化(huà)晶粒,均匀组织 ,提高塑韧性,消(xiāo)除内应力,便于机(jī)械加工(gōng)。

      2、等温退火

      工艺(yì):加(jiā)热Ac3以(yǐ)上→保温→快冷至珠光体转(zhuǎn)变温度→等温停留→转变为P→出炉(lú)空(kōng)冷;

      目的:同上。但时间短,易控制,脱(tuō)氧、脱碳小。(适用(yòng)于过冷A比较稳定的合金钢及大型碳钢件)。

      3、球化退火(huǒ)

      概念:是使钢中的渗碳体球化的工艺过(guò)程。

      对象:共析钢和过共析钢(gāng)

      工艺:

      (1)等温(wēn)球化退(tuì)火加热Ac1以上20-30度(dù)→保温→迅速(sù)冷却到(dào)Ar1以下20度→等温→随炉冷至(zhì)600度左右→出炉空(kōng)冷。

      (2)普通球化(huà)退火加热Ac1以(yǐ)上20-30度(dù)→保温(wēn)→极缓慢冷却至600度左右→出(chū)炉空冷(lěng)。(周期(qī)长,效率(lǜ)低,不适用)。

      目的:降低(dī)硬(yìng)度、提高塑韧性,便于切削加工。

      机理:使片状或网状(zhuàng)渗(shèn)碳(tàn)体变(biàn)成颗粒状(球状)

      说明:退(tuì)火加(jiā)热时,组织没(méi)有完全A化,所以又称不完全退火。

      4、去(qù)应力退(tuì)火

      工艺:加热到Ac1以下某一温度(500-650度)→保温(wēn)→缓冷(lěng)至(zhì)室温。

      目的:消除铸件、锻件、焊接件等的(de)残余内应力,稳(wěn)定工件(jiàn)尺寸。

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    二.钢的回火

      工(gōng)艺:将淬火后的钢重新加热到A1以(yǐ)下某一(yī)温度保温,然后冷却(一般空冷)至室(shì)温。

      目的(de):消(xiāo)除淬(cuì)火(huǒ)产(chǎn)生(shēng)的(de)内(nèi)应力,稳(wěn)定工(gōng)件尺寸,降(jiàng)低脆(cuì)性,改(gǎi)善(shàn)切(qiē)削加工性能(néng)。

      力学性能:随(suí)着回火温度的升(shēng)高,硬度、强度(dù)下降,塑(sù)性韧(rèn)性(xìng)升(shēng)高。

      1、低温(wēn)回火:150-250℃ ,M回(huí),减少(shǎo)内应力和脆性,提(tí)高塑韧(rèn)性(xìng),有较高的硬度和耐磨性。用于制作量具(jù)、刀具和滚动(dòng)轴承等。

      2、中温回火:350-500℃ ,T回(huí),具有(yǒu)较高(gāo)的弹性,有一定(dìng)的塑性和(hé)硬度。用于制作弹簧(huáng)、锻模等。

      3、高温回火:500-650℃ ,S回(huí),具有良好的综合力学性能(néng)。用于制作(zuò)齿轮(lún)、曲(qǔ)轴等。


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