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浅谈金属热处理工艺

2017/3/27    来源:小道机说    作者:佚名      
关键字:金属热处理  
热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺。文章介绍了轻松掌握这门工艺的八点要求。

工艺特点

    金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。

    为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。

    热处理一般包括3个部分普通热处理、表面热处理、形变热处理。普通热处理包括退火、正火、淬火、回火。退火和正火我们俗称为预先热处理,淬火和回火我们称为最终热处理。退火就是加热→保温→缓慢冷却、得到平衡组织的一种热处理工艺方法。正火是在加热保温后在空气中冷却。表面热处理包括表面淬火和表面化学热处理。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能,除合理选用材料和各种成形工艺外,热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁特别是模具钢材的热处理是金属热处理的主要内容。另外,铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能,以获得不同的使用性能。就好比H13模具钢材,我们研究它的热处理,通过改变不同临界点时获得的性能比较,我们可以找出其在哪种热处理方式上能获得最好的性能。

    1.一分为二

    材料不同、设备不同、工艺参数不同,热处理后的组织和质量也不同。

    即使材料牌号、设备、工艺参数都相同,由于化学成分含量上下限、热处理温度上下限、保温时间上下限不同,热处理后的组织和质量也会不同。

    即使化学成分含量上下限、热处理温度上下限、保温时间上下限都相同,由于热处理前期的冷热加工的工艺、质量、组织等不同,热处理后的组织和质量也同样会不同。

    因此,出现问题后,要具体问题具体分析,即要一分为二。

    2.两个图

    Fe-C相图和C曲线。

    Fe-C相图是跟钢铁打交道的必备知识,C曲线是钢加热后冷却的组织转变图,这两个图是热处理基础的基础。只有把握住了这两个图,深入了解这两个图,才有可能干热处理,热处理才能够入门。

    3.三个过程

    即加热、保温、冷却这三个过程。

    这三个过程贯穿了所有的热处理工艺,这三个过程的好坏决定了最后热处理的质量好坏。这三个过程理解透彻了,热处理就算入门了。

    4.四把火

    即退火、正火、淬火、回火。

    这四把火是最常规的热处理,这四把火烧的好坏,一定程度上反映了热处理水平。如果这四把火烧得好,就是一个热处理技术员了。

    5.五个组织

    即奥氏体、渗碳体、马氏体、贝氏体、珠光体。

    深刻理解了这五个组织的特点、组织形态、析出(形成)条件、性能等,热处理技术水平才能够得到提高。

    6.六大缺陷

    六大缺陷即氧化、脱碳、过热、过烧、变形、开裂。

    其中,在工作中最忌讳产生过烧和开裂缺陷,因为这两个缺陷是无法挽回的缺陷,其他四个也应该尽量避免,虽然能够弥补,但是明显增加了工作量和生产成本

    搞热处理的能够避免或者减轻这六大缺陷,就是一个合格的热处理工程师了。

    7.七个相变

    (1)珠光体转变为奥氏体(P→A);

    (2)奥氏体转变为珠光体(A→P);

    (3)奥氏体转变为索氏体(A→S);

    (4)奥氏体转变为屈(托)氏体(A→T);

    (5)奥氏体转变为马氏体(A→M);

    (6)奥氏体转变为贝氏体(A→B);

    (7)马氏体转变为回火马氏体(M→回M)。

    把握住这七个相变,热处理就是高水平了。

    8.八大工艺

    即:退火工艺、正火工艺、淬火工艺、回火工艺、表面淬火工艺、化学热处理工艺、真空热处理工艺、特种热处理工艺(激光、离子氮化、PVD、CVD、离子镀等)

责任编辑:程玥
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