干货(huò)!一文带你了解正火(huǒ)、退火、淬火、回火(huǒ)
发布时间: 2019-10-15 来源:洛阳CQ9电子和顺祥机械有限(xiàn)公(gōng)司 点(diǎn)击:1771
退火(huǒ)与回火的区别在于:(简单地(dì)说(shuō),退(tuì)火就(jiù)是不要硬度,回火还保留一定硬度)。
回火:
高温(wēn)回火(huǒ)所得组织(zhī)为(wéi)回火索氏体。回火一(yī)般不(bú)单独(dú)使用,在零件淬(cuì)火处理后进行回火,主要目的是消除(chú)淬火应力,得到要求的组织(zhī),回火根据回火温度的不同分为(wéi)低温、中温和高温(wēn)回(huí)火。分别(bié)得到回火马氏体、屈氏体和索氏(shì)体。
其(qí)中淬火后进行高(gāo)温回(huí)火相结合的热处理称为调(diào)质(zhì)处(chù)理,其目的是获得(dé)强度(dù),硬度和(hé)塑(sù)性(xìng),韧性(xìng)都较好的综合机械性能。因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床等的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿(chǐ)轮(lún)及轴类。回火后硬度一(yī)般为(wéi)HB200-330。
退火:
退火过程中发生得是(shì)珠光(guāng)体转变,退火的主(zhǔ)要目的是使金属(shǔ)内部组织达到或(huò)接近平衡状态,为后续加工和***终热(rè)处理做准(zhǔn)备。去应(yīng)力退火是为了(le)消除由(yóu)于塑性形变加工、焊(hàn)接等而造成的(de)以及铸件内(nèi)存在的残余应力而进行的退火工艺。锻(duàn)造、铸造、焊(hàn)接以及切(qiē)削加工后的(de)工(gōng)件内部存(cún)在内应力,如不及时消除,将使工件(jiàn)在加(jiā)工和使用过程中发生变形,影响工(gōng)件精度。采用去应力退火(huǒ)消除加工过程中产(chǎn)生的内应力十分重要。去(qù)应力退火的加热温度低(dī)于相变温度,因(yīn)此,在(zài)整个热处理过程中(zhōng)不(bú)发生组织转变(biàn)。
内应力主要是通过工件在保温和缓(huǎn)冷过(guò)程中自(zì)然(rán)消除的(de)。为了(le)使工(gōng)件内应力消除得更(gèng)彻底,在加热时应(yīng)控(kòng)制加(jiā)热温(wēn)度。一般(bān)是低温进(jìn)炉,然后以100℃/h左右得加热(rè)速(sù)度(dù)加热到规(guī)定温(wēn)度。焊(hàn)接件(jiàn)得加热温度(dù)应(yīng)略高(gāo)于600℃。保温时间视情况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的保(bǎo)温时间取上(shàng)限,冷却(què)速度控制(zhì)在(20~50)℃/h,冷至(zhì)300℃以(yǐ)下才能出(chū)炉空冷。时效处理可分为(wéi)自然时效和人(rén)工时效两种自然时(shí)效是将铸件置(zhì)于露天场地半年以上,便其(qí)缓缓地(dì)发生(shēng),从(cóng)而使残余应力消除(chú)或减少,人(rén)工时效是将铸件(jiàn)加热到550~650℃进行去(qù)应力退(tuì)火,它比自然时效节省时间,残余应力去除较为彻底。
什(shí)么(me)叫回火?
回火是将淬(cuì)火后的金属成材或零件加热(rè)到某一温度,保温一定时(shí)间后,以一定方式冷却的热处理(lǐ)工艺,回火是淬火后紧(jǐn)接着进(jìn)行的一种操作,通常也是工件进行热(rè)处(chù)理的***后一道工(gōng)序,因而把(bǎ)淬火和回火的联合工艺称为(wéi)***终热处(chù)理。淬火(huǒ)与回火的主(zhǔ)要目的是:
1)减少内应力和降低(dī)脆性,淬火件存在着很(hěn)大的(de)应(yīng)力和脆性,如(rú)没有及时回火往往会产生变(biàn)形甚至开裂(liè)。
2)调(diào)整工件(jiàn)的机械性能(néng),工件淬火后,硬度(dù)高(gāo),脆性大,为了满足各种(zhǒng)工件(jiàn)不(bú)同的性能要求,可以通过回火来调整,硬度,强度,塑性(xìng)和韧性。
3)稳定工件尺(chǐ)寸。通(tōng)过回火可使金相组(zǔ)织(zhī)趋于稳(wěn)定,以(yǐ)保证在以后的使用过程中不再发生(shēng)变形(xíng)。
4)改善某(mǒu)些合金钢的(de)切削性能(néng)。
在(zài)生产中(zhōng),常根据(jù)对工件性能的要求。按加热温(wēn)度的(de)不同,把(bǎ)回火(huǒ)分为低温回火,中温回(huí)火,和高(gāo)温回火。淬火和随(suí)后(hòu)的(de)高温回火相结合的热处(chù)理工艺称(chēng)为调质,即在具有高度强度的同时,又(yòu)有好的(de)塑性韧性。主(zhǔ)要用于处理(lǐ)随(suí)较大载(zǎi)荷的(de)机器结构零件,如机床主轴(zhóu),汽车(chē)后桥半轴,强力齿轮(lún)等。
什么(me)叫淬火?
淬火是把金(jīn)属成(chéng)材或(huò)零件加热到相变温度以上,保(bǎo)温后,以大于临(lín)界冷却速度的急剧冷却,以获得(dé)马氏体组(zǔ)织的热处理工艺。淬火是为(wéi)了得到马氏体组织(zhī),再经回火后,使工件获得良好的使用性能,以充(chōng)分(fèn)发挥材(cái)料的潜力。其(qí)主要目的是(shì):
1)提高金属(shǔ)成材或零件的机械(xiè)性能。例如:提高工具、轴承等的硬度和耐磨性,提(tí)高弹簧的弹性极限,提高轴类(lèi)零件的综合机械性能等。
2)改善某些(xiē)特殊钢(gāng)的材料性能(néng)或化学性能(néng)。如提(tí)高不锈钢的耐蚀(shí)性(xìng),增加磁(cí)钢的永磁性等。
淬火冷却时,除需合理选用淬火(huǒ)介(jiè)质(zhì)外,还要有正确的淬火方法,常用(yòng)的淬火方法,主要有单(dān)液淬火,双液淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。
正火、退火(huǒ)、淬火、回火、的区别与联(lián)系?
正火有以下目(mù)的和用(yòng)途(tú):
① 对亚共析钢(gāng),正火用以消除铸、锻(duàn)、焊件的过热粗晶组织和魏氏组织,轧材中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前的预(yù)先热处理。
② 对过共析钢,正火可以消除网状(zhuàng)二次渗碳体,并使珠光体细化,不但(dàn)改善机械性能(néng),而且(qiě)有利(lì)于(yú)以后的球化退火。
③ 对低碳深冲薄钢板,正火可以(yǐ)消除晶(jīng)界的(de)游离渗碳体(tǐ),以(yǐ)改善其深冲性能(néng)。
④ 对低碳钢(gāng)和低碳低(dī)合金钢,采用正火(huǒ),可(kě)得到较多的细片状(zhuàng)珠光(guāng)体(tǐ)组织(zhī),使硬度增高到HB140-190,避免切削时的“粘刀”现象,改善(shàn)切(qiē)削加工性。对中碳钢,在(zài)既可用正火又可用退火的场(chǎng)合下,用(yòng)正火更为经(jīng)济和方便。
⑤ 对普(pǔ)通中碳结构钢,在力学性能要求不高的(de)场合下,可用(yòng)正火代替淬火加高温回火,不仅(jǐn)操作简便,而且(qiě)使钢材的(de)组(zǔ)织和尺寸(cùn)稳定。
⑥ 高温正火(Ac3以上(shàng)150~200℃)由于高温下(xià)扩散速(sù)度较高,可以减少铸件和锻(duàn)件的成分偏析。高温正火后的(de)粗大晶粒(lì)可通过随后(hòu)第二次较低温(wēn)度的正火予以细化(huà)。
⑦ 对某些用(yòng)于汽轮(lún)机和锅炉的低、中碳合金钢,常采(cǎi)用正(zhèng)火以获(huò)得贝氏(shì)体组织,再经(jīng)高温回火,用(yòng)于400~550℃时具有良好的(de)抗蠕(rú)变(biàn)能力。
⑧ 除钢件(jiàn)和钢材以外,正火(huǒ)还(hái)广泛用于球墨铸(zhù)铁热(rè)处理,使其获得珠光体基(jī)体,提(tí)高球墨(mò)铸(zhù)铁的强度。
由(yóu)于正(zhèng)火的特(tè)点是空气冷(lěng)却,因而环(huán)境气温(wēn)、堆放方式(shì)、气流及工件尺寸对正火后的组织和性能均有影响。正(zhèng)火组织(zhī)还可作(zuò)为合金钢的(de)一种分类方(fāng)法。通常根据直径为25毫(háo)米的(de)试样加热到900℃后,空冷得到的组织,将(jiāng)合(hé)金钢分为珠光(guāng)体钢、贝氏体钢、马(mǎ)氏体钢和奥氏(shì)体钢。
退火是将金属缓(huǎn)慢加热到一定温(wēn)度,保持足(zú)够时(shí)间,然后以适宜速度(dù)冷却的一种金属热(rè)处理工艺。退火热处理分为完全退火,不完全退(tuì)火和(hé)去应力退火。退(tuì)火(huǒ)材(cái)料的力学性能可以用拉伸试(shì)验来检(jiǎn)测,也可以用硬(yìng)度(dù)试验来检(jiǎn)测。许多钢材都是以退火热(rè)处(chù)理状态供货的,钢(gāng)材硬度检测可以采用洛氏(shì)硬度(dù)计,测(cè)试HRB硬度,对于较薄的钢板、钢(gāng)带(dài)以及薄壁钢(gāng)管,可(kě)以采(cǎi)用表面洛氏硬度计,检测HRT硬(yìng)度(dù)。
退(tuì)火的目的在于:
① 改善或消(xiāo)除(chú)钢(gāng)铁在铸(zhù)造、锻压、轧(zhá)制和焊接过程中(zhōng)所(suǒ)造成的各种组织(zhī)缺陷(xiàn)以及残(cán)余应力,防止(zhǐ)工件变形、开裂。
② 软化工件以便进行切削加工。
③ 细(xì)化晶(jīng)粒,改善(shàn)组(zǔ)织以提高工件(jiàn)的机械性能。
④ 为***终热处(chù)理(淬火、回火)作好组织准备。
常用的退火工艺有:
① 完全退(tuì)火。用以细化中、低碳钢经(jīng)铸造(zào)、锻(duàn)压和(hé)焊接后出现的(de)力学性能不佳的(de)粗大过热组织(zhī)。将(jiāng)工(gōng)件(jiàn)加热到铁素体全(quán)部转变为(wéi)奥氏体的(de)温度(dù)以上30~50℃,保温一(yī)段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使(shǐ)钢的组(zǔ)织变细(xì)。
② 球(qiú)化退(tuì)火。用以降低(dī)工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢(gāng)开始形(xíng)成(chéng)奥氏体的温度以上(shàng)20~40℃,保温后缓慢(màn)冷却,在冷却过程(chéng)中(zhōng)珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从(cóng)而降低了(le)硬度。
③ 等温退火(huǒ)。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构(gòu)钢的高硬度,以进行切削加工。一般先以较快速(sù)度(dù)冷却到奥氏体***不(bú)稳(wěn)定(dìng)的温度,保温适当时间,奥氏体(tǐ)转变为托氏体或索氏(shì)体,硬度即可降 低。
④ 再结晶(jīng)退(tuì)火(huǒ)。用以消除(chú)金属(shǔ)线材、薄板在冷拔、冷(lěng)轧过程(chéng)中的硬化现象(硬度升高、塑性下(xià)降(jiàng))。加热(rè)温度(dù)一(yī)般为钢开(kāi)始形成奥氏体的温度以下50~150℃ ,只有(yǒu)这样才能消除加(jiā)工硬化效应使金属软化。
⑤ 石墨化退火。用以使(shǐ)含有(yǒu)大量渗碳体的铸铁(tiě)变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作(zuò)是将铸件加热到950℃左右,保温一(yī)定时间后(hòu)适(shì)当(dāng)冷却,使渗碳体分解形成团絮(xù)状石墨。
⑥ 扩散退(tuì)火。用以使合金铸件化学成分均(jun1)匀化,提高其使用性能(néng)。方法(fǎ)是(shì)在不发生熔化的前提下,将铸(zhù)件加热到尽可能高(gāo)的温度,并长时(shí)间保温,待合金中(zhōng)各种元素(sù)扩散趋于均匀分布后缓(huǎn)冷。
⑦ 去应(yīng)力退火。用(yòng)以消除钢铁铸(zhù)件和焊接件的内应(yīng)力。对于钢铁(tiě)制品加热后开始形成奥(ào)氏体(tǐ)的温度以下100~200℃,保温后在空(kōng)气(qì)中冷却,即可消除内应力。
淬火,金属和玻璃的一(yī)种热处理工艺。把合金制品或玻(bō)璃加热到(dào)一(yī)定温度(dù),随(suí)即在水(shuǐ)、油或空气中(zhōng)急速(sù)冷却,一(yī)般用以提高合金的硬度和强(qiáng)度。通称(chēng)“蘸火(huǒ)”。将经过淬火(huǒ)的工(gōng)件重新加(jiā)热到低于下临界温度的适当温度,保(bǎo)温一段(duàn)时(shí)间后(hòu)在空(kōng)气或水、油等介质(zhì)中冷(lěng)却的金属热处理。
钢铁工件在淬火后具有以(yǐ)下(xià)特点:
① 得到了马氏体、贝氏体、残余奥(ào)氏(shì)体等不平衡(即不(bú)稳定)组(zǔ)织。
② 存(cún)在较(jiào)大内应力。
③ 力(lì)学(xué)性能不能满足要(yào)求。因此,钢铁工件淬火后一般都要(yào)经过回火。
回火的作用在于:
① 提高(gāo)组(zǔ)织(zhī)稳(wěn)定性,使(shǐ)工件(jiàn)在使用(yòng)过程中不再发生(shēng)组织(zhī)转变,从而使工件(jiàn)几何尺(chǐ)寸和性能保(bǎo)持稳定。
② 消除内应力,以便(biàn)改善工(gōng)件的使用性(xìng)能并(bìng)稳定(dìng)工件几何尺寸。
③ 调(diào)整钢铁的力学性能以满足使用要求。
回(huí)火之所(suǒ)以具(jù)有这些作用,是因为温度升高(gāo)时,原(yuán)子活动能力增强(qiáng),钢铁中的铁(tiě)、碳和其他(tā)合金(jīn)元素的原(yuán)子可以较快地进行(háng)扩散,实现原(yuán)子(zǐ)的重新(xīn)排列组合,从而使不稳(wěn)定的不平衡(héng)组织逐步转变(biàn)为稳定的(de)平(píng)衡组织。内应力的(de)消(xiāo)除还与温(wēn)度升高(gāo)时金属强度降(jiàng)低(dī)有关。一般钢铁(tiě)回火时,硬(yìng)度和强度下降,塑性提(tí)高。回火(huǒ)温度越(yuè)高,这些力学性能的变化越大。有些合金元素含量较(jiào)高的合金(jīn)钢,在(zài)某一温度(dù)范(fàn)围(wéi)回火时,会析出一些(xiē)颗(kē)粒细小的金属化合物(wù),使强度和硬度(dù)上升。这种(zhǒng)现象称为二次(cì)硬化。
回火要(yào)求:用(yòng)途不同的工件应在不同温度下回火(huǒ),以满足使用中的要求(qiú)。
① 刀具(jù)、轴(zhóu)承、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常(cháng)在(zài)250℃以下进行低温(wēn)回火。低温回(huí)火后硬(yìng)度(dù)变化不大,内应力减(jiǎn)小,韧(rèn)性稍有提(tí)高。
② 弹簧在350~500℃下中温回火,可获得(dé)较高的弹性和必(bì)要的韧性。
③ 中碳结构钢制作的(de)零件通(tōng)常在500~600℃进行高温回火,以获得适宜的强度与韧性的(de)良好配(pèi)合。
淬火(huǒ)加高(gāo)温回火的热处理工艺(yì)总称为调质。
钢在(zài)300℃左(zuǒ)右回火时,常使其脆性增(zēng)大,这种现象称为***类回(huí)火(huǒ)脆性。一般(bān)不应在这个温度区(qū)间(jiān)回火。某些(xiē)中碳合金结构钢(gāng)在(zài)高(gāo)温回火后,如果缓慢冷至室温,也(yě)易于变脆。这种现象称为(wéi)第二类(lèi)回火(huǒ)脆(cuì)性。在钢中加(jiā)入钼,或(huò)回火时在油或水中冷却,都可以防止(zhǐ)第(dì)二(èr)类(lèi)回火脆性。将第二类回火(huǒ)脆性的(de)钢重新(xīn)加(jiā)热(rè)至原来(lái)的回火温度,便可以(yǐ)消除这种脆性。
一.钢的退火
概念:将钢(gāng)加热、保(bǎo)温后缓慢冷却,以获得接(jiē)近平衡组织的工艺过(guò)程(chéng)。
1、完全退火
工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随炉冷(lěng)到500度以下→空冷室温。
目的:细化晶粒(lì),均匀(yún)组(zǔ)织 ,提高塑韧性,消除内应力,便(biàn)于机械加(jiā)工。
2、等温退火
工艺:加热Ac3以上→保温→快冷至珠光体转变温度(dù)→等温停留→转变(biàn)为P→出炉空(kōng)冷;
目的(de):同上。但时间(jiān)短,易(yì)控制(zhì),脱氧、脱碳小。(适用于过冷A比较(jiào)稳定的合(hé)金钢及大(dà)型碳钢件)。
3、球化退火
概(gài)念:是使(shǐ)钢中的渗碳体球化(huà)的工(gōng)艺过(guò)程。
对象:共(gòng)析钢和过共析钢
工艺:
(1)等温球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→迅(xùn)速冷却到Ar1以下20度→等(děng)温→随炉冷至600度左右→出炉空(kōng)冷。
(2)普通球化(huà)退火加热Ac1以上20-30度→保温→极缓慢冷却至600度(dù)左右→出炉空冷。(周期(qī)长,效率(lǜ)低(dī),不适用)。
目的:降低硬度、提高塑韧(rèn)性,便于(yú)切(qiē)削加(jiā)工。
机理:使片(piàn)状(zhuàng)或(huò)网状渗碳体变成(chéng)颗粒状(zhuàng)(球状)
说(shuō)明:退火(huǒ)加(jiā)热时,组织没有完全(quán)A化(huà),所以又称不完(wán)全退火。
4、去应力退(tuì)火
工(gōng)艺:加热到Ac1以下某一温度(500-650度)→保温→缓冷至(zhì)室温。
目的(de):消除铸件、锻件、焊接件等的残余内(nèi)应力,稳定(dìng)工件(jiàn)尺(chǐ)寸。
二.钢的回火
工艺:将(jiāng)淬火后的钢重新加热到A1以下某一温(wēn)度保温,然后冷却(一般(bān)空冷)至室温。
目(mù)的:消(xiāo)除淬火产生(shēng)的内应力,稳定工件尺寸(cùn),降(jiàng)低脆(cuì)性(xìng),改善切削(xuē)加工性能。
力学性能:随着回火(huǒ)温(wēn)度(dù)的升高,硬度、强度下降,塑性韧性升高。
1、低(dī)温回(huí)火:150-250℃ ,M回,减(jiǎn)少内应力和(hé)脆性,提高塑韧性,有较高的硬度和耐磨性。用(yòng)于(yú)制作量具、刀具和滚动轴承等。
2、中温回火:350-500℃ ,T回,具(jù)有较高的弹性,有一定(dìng)的塑性和硬度。用(yòng)于制作弹簧、锻模(mó)等。
3、高温回火:500-650℃ ,S回(huí),具有良好的综合(hé)力学性能。用(yòng)于制作齿轮、曲轴等。
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