热处理方法,常用的热处理方法有哪些
1、常用的热处理方法有哪些
1、正火
操作方法:将钢件加热到Ac3或Accm 以上30~50度,保温后以稍大于退火的冷却速度冷却。
目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工与压力加工性能;2.细化晶粒,改善力学性能,为下一步工序做准备;3.消除冷、热加工所产生的内应力。
应用要点:正火通常作为锻件、焊接件以及渗碳零件的预先热处理工序。对于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素结构钢及低合金钢件,也可作为最后热处理。对于一般中、高合金钢,空冷可导致完全或局部淬火,因此不能作为最后热处理工序。
2、淬火
操作方法:将钢件加热到相变温度Ac3或Ac1以上,保温一段时间,然后在水、硝盐、油、或空气中快速冷却。
目的:淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织,有时对某些高合金钢(如不锈钢、耐磨钢)淬火时,则是为了得到单一均匀的奥氏体组织,以提高耐磨性和耐蚀性。
应用要点:1.一般用于含碳量大于百分之零点三的碳钢和合金钢;2.淬火能充分发挥钢的强度和耐磨性潜力,但同时会造成很大的内应力,降低钢的塑性和冲击韧度,故要进行回火以得到较好的综合力学性能。
3、回火
操作方法:将淬火后的钢件重新加热到Ac1以下某一温度,经保温后,于空气或油、热水、水中冷却。
目的:1.降低或消除淬火后的内应力,减少工件的变形和开裂;2.调整硬度,提高塑性和韧性,获得工作所要求的力学性能;3.稳定工件尺寸。
应用要点:1.保持钢在淬火后的高硬度和耐磨性时用低温回火;在保持一定韧度的条件下提高钢的弹性和屈服强度时用中温回火;以保持高的冲击韧度和塑性为主,又有足够的强度时用高温回火;2.一般钢尽量避免在230~280度、不锈钢在400~450度之间回火,因为这时会产生一次回火脆性。
4、调质
操作方法:淬火后高温回火称调质,即将钢件加热到比淬火时高10~20度的温度,保温后进行淬火,然后在400~720度的温度下进行回火。
目的:1.改善切削加工性能,提高加工表面光洁程度;2.减小淬火时的变形和开裂;3.获得良好的综合力学性能。
应用要点:1.适用于淬透性较高的合金结构钢、合金工具钢和高速钢;2. 不仅可以作为各种较为重要结构的最后热处理,而且还可以作为某些紧密零件,如丝杠等的预先热处理,以减小变形。
5、火焰加热表面淬火
操作方法:用氧-乙炔混合气体燃烧的火焰,喷射到钢件表面上,快速加热,当达到淬火温度后立即喷水冷却。
目的:提高钢件表面硬度、耐磨性及疲劳强度,心部仍保持韧性状态。
应用要点:1.多用于中碳钢制件,一般淬透层深度为2~6mm;2.适用于单件或小批量生产的大型工件和需要局部淬火的工件。
介绍:
热处理是指材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。
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2、钢的热处理的主要方式有哪些
1.退火——硬度高的变软,使易加工。
2.淬火——硬度低的变硬,使之耐磨。
3.调质——高温淬火+回火,提高材料的综合机械性能,使材料的强度、韧性、硬度都有所提高。
4.回火——淬火后材料内部的应力很大,易变形、开裂、性能不稳定。这时采用回火的办法消除大量的内应力,使材料性能稳定些。
5.时效——指人工时效,将材料放置在温度比自然温度高些的环境下,使材料消除应力、稳定形状的一种方法。如果时间允许,可长时间(三、五年)放在露天也可达到这种效果。
6.发兰、发黒——表面氧化处理,使之生成致密氧化面,避免在使用中自然氧化,起保护作用。

3、热处理方式有哪些
将金属在固态范围内通过一定方式的加热、保温和冷却处理程序,使金属的性能和显微组织获得改善或改变,这种工艺方法称为热处理。根据热处理的目的不同,有不同的热处理方法,主要可分为下述几种:
(1)退火(代号Th):在退火热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,其显微组织将发生相变或部分相变,例如钢被加热到此温度时,珠光体将转变为奥氏体。然后保温一段时间,再缓慢冷却(一般为随炉冷却)至室温出炉,这整个过程称为退火处理。退火的目的是清除热加工时产生的内应力,使金属的显微组织均匀化(得到近似平衡的组织),改善机械性能(例如降低硬度,提高塑性、韧性和强度等),改善切削加工性能等等。视退火处理工艺的不同,可分为普通退火、双重退火、扩散退火、等温退火、球化退火、再结晶退火、光亮退火、完全退火、不完全退火等多种退火工艺方式。
(2)正火(代号Z):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上200~600℃左右,使显微组织全部变成均匀的奥氏体(例如钢在此温度时,铁素体完全转变为奥氏体,或者二次渗碳体完全溶解于奥氏体),保温一段时间,然后置于空气中自然冷却(包括吹风冷却和堆放自然冷却,或者单件在无风空气中自然冷却等多种方法),这整个过程称为正火处理。正火是退火的一种特殊形式,由于其冷却速度比退火快,能得到较细的晶粒和均匀的组织,使金属的强度和硬度有所提高,具有较好的综合机械性能。
(3)淬火(代号C):在热处理炉内,将金属按一定的升温速度加热到临界温度以上300~500℃左右,使显微组织全部转变成均匀的奥氏体,保温一段时间,然后快速冷却(冷却介质包括水、油、盐水、碱水等等),获得马氏体组织,可显着提高金属的强度、硬度和耐磨性等等。淬火时的快速冷却导致的急剧组织转变会产生较大的内应力,并使脆性增大,因此必须随后及时进行回火处理或时效处理,以获得高强度与高韧性相配合的性能,一般较少仅仅采用淬火处理的工艺。视淬火处理的对象和目的不同,淬火处理可分为普通淬火、完全淬火、不完全淬火、等温淬火、分级淬火、光亮淬火、高频淬火等多种淬火工艺方式。
(4)表面淬火:这是淬火处理中的一种特殊方式,它是利用例如火焰加热法、高频感应加热法、工频感应加热法、电接触加热法、电解液加热法等多种加热方式,使金属的表面快速加热到临界温度以上,在热量还未来得及传入金属内部之前就迅速加以冷却(即淬火处理),这样可以达到将金属表面淬硬到一定深度(形成有一定深度的淬硬层),而金属内部仍保持原组织,满足外硬内韧的使用需要。表面淬火的加热速度快、温度高,金属内外温差大,加上冷却速度快,因此内应力很大,容易产生裂纹,这是必须注意的。
(5)回火(代号H):将已淬火的金属重新加热到临界温度以下的某一温度(视此温度的不同而有高温回火、中温回火和低温回火之分),保温一段时间,然后在空气中或油中冷却,这整个过程称为回火处理。回火处理的目的是降低淬火处理引起的脆性和消除内应力,稳定金属零件的几何尺寸和获得所需要的机械性能。
金属材料淬火后如果不及时回火,则往往容易造成工件开裂(硬度很高然而脆性很大)和变形较大。但是,如果回火温度选择不当,在某些温度区域回火时会发生回火脆性(回火处理后韧性反而下降),这是必须注意的。
在实际应用中,常把淬火+高温回火统称为调质处理(代号T)。
(6)化学热处理:把金属放入化学介质中进行加热时,某些化学元素的原子将借助高温发生原子扩散,渗入到金属表面层,改变了金属表面层的化学成分,使金属表面层具备特定的组织和性能,这种方法称为化学热处理。化学热处理的方法主要有:
渗碳-向金属表面层渗入碳原子,用以提高金属表面层的含碳量,从而提高金属表面层的硬度和耐磨性,常用的渗碳介质是木炭。
渗氮(氮化)-利用氨气在加热时分解出来的活性氮原子渗入金属表面层,可提高金属表面层的耐磨性。
碳氮共渗(氰化)-把渗碳与渗氮结合起来,将活性碳原子与氮原子同时渗入金属表面层来提高金属表面层的硬度和耐磨性。
化学热处理的主要目的是提高金属表面的硬度、耐磨性、耐蚀性、耐热性以及抗疲劳性等,除了上述常见的三种化学热处理方法外,还有渗硅、渗硼、渗铝、渗铬等,以适应不同的目的用途。
(7)时效:金属或合金经过淬火处理或加工,特别是经过一定程度的冷、热加工变形后,其性能会随时间而改变,这种现象称为时效现象,经过时效后的金属或合金其强度和硬度能有所增加,塑性、韧性和内应力有所降低,显微组织更加稳定。
在热处理工艺方法中的时效处理,是指把金属或合金有意识地在室温或者较高温度下存放一定时间,以达到改善性能、稳定显微组织目的的工艺过程。
将淬火或者淬火+回火后的金属在时效处理炉中加热到室温以上(一般为100~200℃左右),保温一段时间,然后取出自然冷却,这种方法称为人工时效(若为淬火+人工时效,代号为CS)。如果在淬火后利用室温或自然环境温度达到时效效果时,则称为自然时效(代号CZ)。
时效处理多用于有色金属,例如铝合金、镁合金、钛合金等,也有用于钢,以达到稳定显微组织和几何尺寸,增强机械性能(强化)的效果。
与时效处理相类似的还有:
固溶强化处理:把金属加热到适当温度,充分保温,使金属中的某些组元溶解到固溶体内形成均匀的固溶体,然后急速冷却,得到过饱和固溶体,可以改善金属的塑性和韧性,然后再作沉淀硬化(强化)处理,提高其强度。
沉淀硬化(强化)处理:把经过固溶处理或者又经过冷加工变形的金属加热到一定温度,保温一段时间,则从饱和固溶体中析出另一相,达到硬化的目的。
其他还有低温处理(冷处理)、盐浴处理等等。
4、四种常见热处理方法
四种常见热处理方法如下:
1、退火:将工件加热到适当温度,保温一定的时间,最后进行缓慢冷却的金属热处理工艺,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,另外退火也经常作为淬火的预处理工作。
2、正火:将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
3、淬火:将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却,淬火后钢件变硬,但同时变脆,淬火的目的主要是为了提高钢材的硬度。
4、回火:为了降低淬火后钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。
热处理是指金属材料在固态下,通过加热、保温和冷却的手段,改变材料表面或内部的化学成分与组织,获得所需性能的一种金属热加工工艺。
热处理的形式虽然很多,但是其主要的过程都是由加热、保温、冷却三个阶段所组成。根据不同的金属材料和不同的目的,加热的温度也会有所不同,但为了获得需要的组织。
一般都是加热到相变温度以上,同时因为金属工件表面和内部的温度变化速度存在差异,因此要使显微组织完全转变,需要一定的保温时间,而保温时间的长短与加热方式有很大的关系。

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