干货!一文带你了解正火(huǒ)、退火、淬火、回火
发布时间(jiān): 2019-10-15 来(lái)源:洛阳乐鱼网页版在线登录和顺祥机械(xiè)有限(xiàn)公司 点(diǎn)击:1782
退(tuì)火与回火的区别在(zài)于:(简单地说,退(tuì)火(huǒ)就是不要硬度,回火还(hái)保留一(yī)定硬度(dù))。
回火:
高温回火所(suǒ)得组织为回火索氏体。回火一般不单独使用,在零件(jiàn)淬火处理后进行回火,主要目的是消除淬火应力,得到要求的组织,回(huí)火根据(jù)回火温度的不同分为低(dī)温、中温和高温回火。分别(bié)得到回(huí)火马氏体、屈氏体和索氏体(tǐ)。
其中淬(cuì)火后(hòu)进行高温回火(huǒ)相结合的热处理称为调质(zhì)处理,其目的是获(huò)得(dé)强度(dù),硬度(dù)和(hé)塑性,韧性(xìng)都较好的综合(hé)机械性能。因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床(chuáng)等(děng)的(de)重要结构零件,如(rú)连杆,螺栓,齿轮及轴(zhóu)类。回火后硬度一般为HB200-330。
退(tuì)火:
退火过程(chéng)中发生得是珠(zhū)光(guāng)体转(zhuǎn)变(biàn),退火的主要目的(de)是使金属内部组织达到或接近平衡状态,为(wéi)后续加工和***终(zhōng)热(rè)处(chù)理做准备。去应力退火是为了消(xiāo)除由于塑性形变加工、焊接等(děng)而造成的以及铸件内存在的残余(yú)应力而进行的(de)退火工艺。锻造、铸造、焊接以及切(qiē)削加(jiā)工后的工件(jiàn)内(nèi)部(bù)存在内应力,如不及时(shí)消(xiāo)除(chú),将使工件在加(jiā)工和使(shǐ)用(yòng)过程中发生变形,影响工件(jiàn)精度(dù)。采(cǎi)用去应力退火消除(chú)加工过(guò)程(chéng)中产生的内应力(lì)十分重要。去应(yīng)力退火的加热温度低(dī)于相变温度,因此,在整个热处(chù)理过程(chéng)中不发生组(zǔ)织转变(biàn)。
内应力主(zhǔ)要是通过工件在保温和缓冷过程中自然消除的。为(wéi)了使工(gōng)件内应力消除得更彻底,在加热(rè)时(shí)应(yīng)控制加热温度。一(yī)般是(shì)低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速度加(jiā)热(rè)到规定温度(dù)。焊接件得加热温度(dù)应略高于600℃。保(bǎo)温时间视情况(kuàng)而定,通常为(wéi)2~4h。铸件(jiàn)去(qù)应力退火的保温时间取上限,冷却速度控制在(zài)(20~50)℃/h,冷(lěng)至(zhì)300℃以下(xià)才能出(chū)炉空冷。时效处理可分为(wéi)自然时效和人工时效(xiào)两种自然时效是(shì)将铸件置于露天场地半年以上,便其缓缓(huǎn)地发生,从而使残余应(yīng)力消(xiāo)除或减少,人工时效(xiào)是将(jiāng)铸件(jiàn)加热到550~650℃进行去应力退火,它比(bǐ)自然(rán)时效节省时(shí)间,残(cán)余应(yīng)力去除较为彻底。
什么叫回火?
回火(huǒ)是将淬火后的(de)金属成材(cái)或零件加热到(dào)某(mǒu)一温度,保(bǎo)温(wēn)一定时间后,以一定方式(shì)冷却的热处(chù)理(lǐ)工艺,回火是淬(cuì)火后紧接着进行的一种操(cāo)作,通常也是(shì)工件进行热(rè)处理的(de)***后一道工序,因而把淬火和回火的联合工(gōng)艺称为***终(zhōng)热处理。淬火与回火的主要目的(de)是:
1)减(jiǎn)少(shǎo)内应力和降低脆性,淬(cuì)火件存在着很大的应力和脆性,如没有及时回火往往(wǎng)会(huì)产生变形甚(shèn)至开裂(liè)。
2)调整工件(jiàn)的机(jī)械性能,工件淬火后,硬度高,脆性大,为了(le)满足各种工件不同的性(xìng)能要(yào)求,可以通过回火来调整,硬度,强度,塑性和韧性(xìng)。
3)稳定工件尺寸。通过回(huí)火可使(shǐ)金相组织(zhī)趋(qū)于稳定,以保证在以(yǐ)后的使用过程(chéng)中(zhōng)不再(zài)发生变形。
4)改善某些合金钢的(de)切削性能(néng)。
在生产中,常根(gēn)据对(duì)工(gōng)件性能的要求。按(àn)加热温(wēn)度(dù)的不同,把回火分为(wéi)低温回(huí)火(huǒ),中温回火,和(hé)高温(wēn)回火。淬火(huǒ)和(hé)随后的(de)高(gāo)温(wēn)回火(huǒ)相结合(hé)的热处(chù)理工艺(yì)称(chēng)为调(diào)质,即在具有高度强(qiáng)度的同(tóng)时(shí),又有好的塑性韧性。主(zhǔ)要用于处理(lǐ)随较大载荷的机器结构零件(jiàn),如机(jī)床主(zhǔ)轴,汽车后桥半轴,强(qiáng)力齿轮等。
什么叫淬火?
淬火是把(bǎ)金属成(chéng)材或零件加热(rè)到(dào)相变温(wēn)度以上,保温后,以大(dà)于临界冷却速度的(de)急(jí)剧冷却,以获(huò)得(dé)马(mǎ)氏体组织的热处理工艺。淬火是为了得(dé)到(dào)马氏体组(zǔ)织,再经回火后(hòu),使工(gōng)件(jiàn)获得良好的使用性能(néng),以(yǐ)充分(fèn)发挥材料的潜力。其主要目的是:
1)提高金属成材(cái)或(huò)零件(jiàn)的机械性能。例如:提高工具、轴承等的(de)硬度和耐磨性,提高弹簧的弹性(xìng)极限,提(tí)高轴类零(líng)件(jiàn)的综合机械(xiè)性能等。
2)改善(shàn)某些特殊(shū)钢的(de)材(cái)料性能或化学性能。如提高不锈钢的耐蚀性(xìng),增加(jiā)磁钢的永磁性等。
淬火冷(lěng)却时,除(chú)需合理(lǐ)选用(yòng)淬火(huǒ)介质(zhì)外,还要有正确的淬火(huǒ)方(fāng)法,常用的淬火方法,主(zhǔ)要(yào)有单(dān)液淬火,双液淬火(huǒ),分(fèn)级淬火、等温淬火(huǒ),局部淬火等(děng)。
正火(huǒ)、退(tuì)火、淬火、回火、的区别与联(lián)系?
正火有以下目的(de)和用途:
① 对亚共析钢,正火用以消除铸、锻、焊件的(de)过热粗晶组织和魏(wèi)氏组(zǔ)织,轧(zhá)材中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火前(qián)的预先(xiān)热(rè)处理。
② 对过共析钢,正(zhèng)火可以消除(chú)网状(zhuàng)二次(cì)渗碳体,并使珠光体细化,不但改善机械性能,而且(qiě)有利于(yú)以后的(de)球化退火。
③ 对(duì)低碳深冲薄钢(gāng)板,正火可以消除(chú)晶(jīng)界的游离渗碳体,以(yǐ)改(gǎi)善其(qí)深冲性能。
④ 对低碳钢和低碳低合(hé)金钢,采用正火,可(kě)得到(dào)较多的(de)细片(piàn)状珠光体组织,使硬度(dù)增高(gāo)到HB140-190,避(bì)免切削时的“粘刀”现象,改善切削(xuē)加工性。对(duì)中(zhōng)碳钢,在既可用正火又可用退(tuì)火的场合下,用正火更(gèng)为经(jīng)济和方便。
⑤ 对普通中碳结构钢,在力(lì)学(xué)性能(néng)要求不(bú)高的场(chǎng)合下,可用正火(huǒ)代替淬火加高温回火,不仅操作简便,而且使钢材的组(zǔ)织(zhī)和尺寸(cùn)稳定。
⑥ 高温正火(Ac3以(yǐ)上150~200℃)由于高温下扩散(sàn)速(sù)度较高,可以减少(shǎo)铸件和(hé)锻件的成分偏析。高温(wēn)正火后的(de)粗大晶粒(lì)可通过随后第二次较低温度的正火予(yǔ)以细(xì)化。
⑦ 对某些用于汽轮机(jī)和锅炉的(de)低(dī)、中碳合金钢,常采(cǎi)用正火以获得贝氏体(tǐ)组织,再经高温回火,用于400~550℃时具有(yǒu)良好的抗蠕变能力(lì)。
⑧ 除(chú)钢件和钢(gāng)材以外(wài),正火(huǒ)还广(guǎng)泛用于球墨铸铁热处理,使其获得珠光(guāng)体基体,提(tí)高球墨铸铁(tiě)的(de)强(qiáng)度(dù)。
由(yóu)于正火的特(tè)点是空气冷却,因而环境气温、堆放方(fāng)式、气流及工件尺寸对正火后的组织和性能均有影(yǐng)响。正火组(zǔ)织还可作为合金钢的一种分类(lèi)方(fāng)法。通常根据直径为25毫米的试样加热到(dào)900℃后,空冷(lěng)得(dé)到的(de)组织,将合(hé)金钢分(fèn)为珠光体(tǐ)钢、贝氏(shì)体钢、马氏体钢和奥氏(shì)体钢。
退火是将金属(shǔ)缓慢加热到一(yī)定温(wēn)度,保持足够时间,然后(hòu)以(yǐ)适宜(yí)速度冷却的(de)一种金属热处理工艺(yì)。退(tuì)火热处理(lǐ)分为完(wán)全退火,不(bú)完全退火和去应力退火。退火材料(liào)的力学性能可以用拉伸试验来检测,也(yě)可(kě)以用硬度试验来检测。许多钢材都(dōu)是(shì)以退火热处理状态供货的,钢材硬度检测可以采用洛氏硬度计,测试(shì)HRB硬度,对于较薄(báo)的(de)钢板、钢带以及薄壁钢管,可以采用表面(miàn)洛氏硬度计,检测HRT硬度。
退火(huǒ)的目的在(zài)于:
① 改善或消除钢(gāng)铁(tiě)在铸造(zào)、锻压、轧制和焊接过程中(zhōng)所造成的各种组织缺陷以及(jí)残余(yú)应力,防止工件变形、开裂。
② 软化工件以(yǐ)便进行(háng)切削加工。
③ 细(xì)化晶(jīng)粒,改善组织以提高工件的(de)机(jī)械(xiè)性(xìng)能。
④ 为***终热处理(淬火、回(huí)火)作好组(zǔ)织准备。
常(cháng)用的退火工艺有:
① 完全退火(huǒ)。用(yòng)以细化中、低碳钢经铸(zhù)造、锻压和焊接后出现的(de)力学性能(néng)不佳的粗大过热组织(zhī)。将工件加热(rè)到(dào)铁素体(tǐ)全部转(zhuǎn)变为奥氏体的(de)温度以上30~50℃,保温(wēn)一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转(zhuǎn)变,即可使钢的组织变细。
② 球(qiú)化退火。用以降低工(gōng)具钢(gāng)和(hé)轴承钢锻压(yā)后的偏高硬(yìng)度。将工(gōng)件加热到(dào)钢开(kāi)始形成奥(ào)氏体(tǐ)的(de)温度以上20~40℃,保温后缓(huǎn)慢冷却,在冷却过程(chéng)中珠光(guāng)体(tǐ)中的片层状渗碳(tàn)体变(biàn)为球状,从而降低了硬(yìng)度。
③ 等温退火。用以降低某些镍、铬含(hán)量较高的合金结(jié)构钢的高硬度,以(yǐ)进(jìn)行切削(xuē)加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体***不稳定的温度,保(bǎo)温适当时间,奥氏(shì)体转(zhuǎn)变为托(tuō)氏体(tǐ)或索氏体,硬度即可(kě)降 低。
④ 再结晶退火。用以(yǐ)消除(chú)金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬度升高、塑性(xìng)下降)。加热温度(dù)一般为钢(gāng)开始(shǐ)形成奥(ào)氏(shì)体(tǐ)的(de)温(wēn)度以下50~150℃ ,只有这样(yàng)才能消除加工硬(yìng)化效应(yīng)使金属软化(huà)。
⑤ 石墨(mò)化退(tuì)火。用以(yǐ)使含有大(dà)量渗碳体的铸铁变成(chéng)塑性(xìng)良好的可(kě)锻铸铁。工艺(yì)操作是将铸件加热(rè)到950℃左右,保温一定(dìng)时间后适当冷却(què),使渗碳体分解形成团絮状石墨。
⑥ 扩散退火。用以使合金铸件化学成分均匀化(huà),提(tí)高其使用性能(néng)。方(fāng)法是在不发(fā)生熔化的前提下(xià),将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保(bǎo)温,待合金中各种(zhǒng)元素扩散趋于均匀分布后(hòu)缓冷。
⑦ 去应(yīng)力退火。用以消除钢铁(tiě)铸件和(hé)焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始(shǐ)形成奥氏体的温度以(yǐ)下100~200℃,保温后(hòu)在空气(qì)中冷却,即(jí)可消除内应(yīng)力。
淬火,金属和玻璃的一种热处理工艺(yì)。把合金制品或玻(bō)璃加热到一定温度,随即在水(shuǐ)、油或(huò)空(kōng)气(qì)中急速冷却,一般用(yòng)以提高(gāo)合金的硬度和强度。通称“蘸火”。将经(jīng)过(guò)淬(cuì)火的工(gōng)件重(chóng)新加热到低于下临界温(wēn)度的适当温(wēn)度,保温一段时间后在空(kōng)气或(huò)水(shuǐ)、油等介质(zhì)中冷却(què)的金属热处理。
钢(gāng)铁工(gōng)件在淬火后具有以下特点:
① 得到了(le)马氏体、贝氏体、残余奥氏体(tǐ)等(děng)不平衡(即不稳定(dìng))组织。
② 存在(zài)较大内应力。
③ 力学性能不能(néng)满足要求。因(yīn)此,钢铁工件淬火后一般都要经过回火。
回火(huǒ)的作用在于:
① 提高组织稳(wěn)定性,使工件在使用过程中不再发生(shēng)组织(zhī)转变,从而使工件(jiàn)几何尺(chǐ)寸和性能保持稳定。
② 消除内应力,以(yǐ)便改善(shàn)工(gōng)件的使用性能并稳定工件(jiàn)几何尺寸。
③ 调整钢(gāng)铁的力学性(xìng)能以满(mǎn)足使用要求。
回火(huǒ)之(zhī)所以具有这些作用,是因为温度升高时,原子活动能力增强,钢铁中(zhōng)的铁、碳(tàn)和其他合(hé)金元(yuán)素的原子可以较快地进(jìn)行(háng)扩(kuò)散,实现原子的重新排列组(zǔ)合,从(cóng)而(ér)使不稳(wěn)定的不平衡组织(zhī)逐步转变为稳(wěn)定的(de)平衡组织。内应力(lì)的(de)消除还与温度升高时(shí)金属强度降低(dī)有关。一般钢(gāng)铁回火时(shí),硬度(dù)和强度(dù)下降(jiàng),塑性提高。回火温度越高,这些力(lì)学性能的变化越大。有(yǒu)些合金元素含量较高(gāo)的合金钢,在某(mǒu)一温度范围回火时,会析出一些颗粒细小的(de)金属化合物(wù),使强度和硬(yìng)度上升。这(zhè)种现象称(chēng)为二次硬化。
回火要求:用途不(bú)同的工件应在(zài)不同温度下回火,以(yǐ)满(mǎn)足(zú)使用中的要求。
① 刀具、轴(zhóu)承、渗碳淬火(huǒ)零件、表面淬(cuì)火零件通常在250℃以下进行低温回火。低温回火后硬度变化不大,内应力减小,韧性(xìng)稍有提高。
② 弹簧(huáng)在(zài)350~500℃下中温回火(huǒ),可获得较(jiào)高的弹性和必要的韧性(xìng)。
③ 中碳结构钢制作的零件(jiàn)通(tōng)常在500~600℃进行高温回火,以获得适宜的强度与韧性(xìng)的良好配合。
淬火加高温回(huí)火的热处理工艺总称为调质。
钢(gāng)在(zài)300℃左右回(huí)火时,常使其(qí)脆性增大,这(zhè)种现象称(chēng)为***类回火脆性。一般不应在这个温度区间回火。某些中碳合金结(jié)构钢(gāng)在(zài)高温回火(huǒ)后,如(rú)果缓慢冷(lěng)至室温,也(yě)易(yì)于变脆。这种现象(xiàng)称为第(dì)二(èr)类回火脆性。在钢中加入钼,或回(huí)火时在油或水中冷却,都可以防止第二类(lèi)回火脆性。将第(dì)二(èr)类回火脆性(xìng)的钢重新加(jiā)热(rè)至原来的回火温度,便(biàn)可以消(xiāo)除(chú)这种(zhǒng)脆性。
一.钢的退火
概念:将(jiāng)钢加热(rè)、保温(wēn)后缓慢(màn)冷却,以获得接(jiē)近(jìn)平衡组织的工艺过程。
1、完全退火(huǒ)
工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随炉冷到500度(dù)以下→空冷室(shì)温。
目的:细化晶(jīng)粒,均匀组织(zhī) ,提高塑(sù)韧性(xìng),消除(chú)内应力(lì),便于机械加工。
2、等温退火(huǒ)
工艺:加热Ac3以上→保温→快冷至珠光体转(zhuǎn)变温度→等温停留→转变为P→出炉空冷;
目的:同(tóng)上(shàng)。但时间(jiān)短,易控制,脱氧(yǎng)、脱(tuō)碳小。(适用于过冷A比较稳定的合金(jīn)钢及大型(xíng)碳钢件)。
3、球(qiú)化(huà)退火
概念(niàn):是使钢(gāng)中的渗碳体(tǐ)球化的工(gōng)艺过程。
对象:共析钢和过共析钢(gāng)
工艺:
(1)等温球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→迅速(sù)冷却到Ar1以下20度(dù)→等温→随炉(lú)冷至600度左(zuǒ)右(yòu)→出炉空(kōng)冷。
(2)普通球化退火加(jiā)热Ac1以(yǐ)上20-30度→保(bǎo)温(wēn)→极缓慢冷却至600度左右→出炉(lú)空冷。(周期长,效率(lǜ)低,不适用)。
目的:降低硬度、提高塑(sù)韧性,便于(yú)切削(xuē)加工(gōng)。
机(jī)理:使片状或网(wǎng)状渗碳体变成颗粒状(球状)
说明:退火加热时,组织没有(yǒu)完全A化(huà),所以又称不完(wán)全退火。
4、去应力退火
工艺(yì):加热到(dào)Ac1以下某(mǒu)一温度(dù)(500-650度)→保温→缓冷至室温。
目(mù)的:消除铸件、锻件(jiàn)、焊接(jiē)件等的残余内应力,稳定工件尺寸。
二.钢(gāng)的回(huí)火
工艺(yì):将淬火后的钢重新加热到A1以下某一温度保温(wēn),然后冷(lěng)却(一般空冷)至(zhì)室温。
目的:消除淬火(huǒ)产(chǎn)生的(de)内应力,稳(wěn)定工件尺(chǐ)寸,降低脆性,改善切削加工性能。
力学(xué)性(xìng)能(néng):随着回(huí)火(huǒ)温度的升高,硬度、强度下降,塑性韧(rèn)性升高(gāo)。
1、低(dī)温(wēn)回火:150-250℃ ,M回,减少内应力和脆(cuì)性(xìng),提(tí)高塑韧性(xìng),有较高(gāo)的硬(yìng)度和耐磨性。用于制作量具、刀具(jù)和(hé)滚动轴(zhóu)承(chéng)等。
2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有(yǒu)较高的弹性,有一定的塑性和硬度。用(yòng)于制作弹簧、锻模等。
3、高温(wēn)回火(huǒ):500-650℃ ,S回,具(jù)有良好(hǎo)的综合力学性能。用于制作齿轮、曲轴等。