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熱處理工藝熱處理工藝熱處理工藝
1.退火 操作方法：將鋼件加熱到Ac3+30~50度或Ac1+30~50度或Ac1以下的溫度（可以查閱有關(guān)資料）后，一般隨爐溫緩慢冷卻。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能，為下一步工序做準(zhǔn)備；3.消除冷、熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 應(yīng)用要點：1.適用于合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及供應(yīng)狀態(tài)不合格的原材料；2.一般在毛坯狀態(tài)進(jìn)行退火 。 2.正火 操作方法：將鋼件加熱到Ac3或Accm 以上30~50度，保溫后以稍大于退火的冷卻速度冷卻。 目的：1.降低硬度，提高塑性，改善切削加工與壓力加工性能；2.細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能，為下一步工序做準(zhǔn)備；3.消除冷、熱加工所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 應(yīng)用要點：正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預(yù)先熱處理工序。對于性能要求不高的低碳的和中碳的碳素結(jié)構(gòu)鋼及低合金鋼件，也可作為超后熱處理。對于一般中、高合金鋼，空冷可導(dǎo)致完全或局部淬火，因此不能作為超后熱處理工序。 3.淬火 操作方法：將鋼件加熱到相變溫度Ac3或Ac1以上，保溫一段時間，然后在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。 目的：淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織，有時對某些高合金鋼（如不銹鋼、耐磨鋼）淬火時，則是為了得到單一均勻的奧氏體組織，以提高耐磨性和耐蝕性。 應(yīng)用要點：1.一般用于含碳量大于百分之零點三的碳鋼和合金鋼；2.淬火能充分發(fā)揮鋼的強(qiáng)度和耐磨性潛力，但同時會造成很大的內(nèi)應(yīng)力，降低鋼的塑性和沖擊韌度，故要進(jìn)行回火以得到較好的綜合力學(xué)性能。 4.回火 操作方法：將淬火后的鋼件重新加熱到Ac1以下某一溫度，經(jīng)保溫后，于空氣或油、熱水、水中冷卻。 目的：1.降低或消除淬火后的內(nèi)應(yīng)力，減少工件的變形和開裂；2.調(diào)整硬度，提高塑性和韌性，獲得工作所要求的力學(xué)性能；3.穩(wěn)定工件尺寸。 應(yīng)用要點：1.保持鋼在淬火后的高硬度和耐磨性時用低溫回火；在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強(qiáng)度時用中溫回火；以保持高的沖擊韌度和塑性為主，又有足夠的強(qiáng)度時用高溫回火；2.一般鋼盡量避免在230~280度、不銹鋼在400~450度之間回火，因為這時會產(chǎn)生一次回火脆性。 5.調(diào)質(zhì) 操作方法：淬火后高溫回火稱調(diào)質(zhì)，即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度，保溫后進(jìn)行淬火，然后在400~720度的溫度下進(jìn)行回火。 目的：1.改善切削加工性能，提高加工表面光潔程度；2.減小淬火時的變形和開裂；3.獲得良好的綜合力學(xué)性能。 應(yīng)用要點：1.適用于淬透性較高的合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼和高速鋼；2. 不僅可以作為各種較為重要結(jié)構(gòu)的超后熱處理，而且還可以作為某些緊密零件，如絲杠等的預(yù)先熱處理，以減小變形。 6.時效 操作方法：將鋼件加熱到80~200度，保溫5~20小時或更長時間，然后隨爐取出在空氣中冷卻。 目的：1. 穩(wěn)定鋼件淬火后的組織，減小存放或使用期間的變形；2.減輕淬火以及磨削加工后的內(nèi)應(yīng)力，穩(wěn)定形狀和尺寸。 應(yīng)用要點：1. 適用于經(jīng)淬火后的各鋼種；2.常用于要求形狀不再發(fā)生變化的緊密工件，如緊密絲杠、測量工具、床身機(jī)箱等。 7.冷處理 操作方法：將淬火后的鋼件，在低溫介質(zhì)（如干冰、液氮）中冷卻到－60～－80度或更低，溫度均勻一致后取出均溫到室溫。 目的：1．使淬火鋼件內(nèi)的殘余奧氏體全部或大部轉(zhuǎn)換為馬氏體，從而提高鋼件的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和疲勞極限；2． 穩(wěn)定鋼的組織 ，以穩(wěn)定鋼件的形狀和尺寸。 應(yīng)用要點：1．鋼件淬火后應(yīng)立即進(jìn)行冷處理，然后再經(jīng)低溫回火 ，以消除低溫冷卻時的內(nèi)應(yīng)力；2．冷處理主要適用于合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。 8．火焰加熱表面淬火 操作方法：用氧－乙炔混合氣體燃燒的火焰，噴射到鋼件表面上，快速加熱，當(dāng)達(dá)到淬火溫度后立即噴水冷卻。 目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，心部仍保持韌性狀態(tài)。 應(yīng)用要點：1．多用于中碳鋼制件，一般淬透層深度為2～6mm；2．適用于單件或小批量生產(chǎn)的大型工件和需要局部淬火的工件。 9．感應(yīng)加熱表面淬火 操作方法：將鋼件放入感應(yīng)器中，使鋼件表層產(chǎn)生感應(yīng)電流，在極短的時間內(nèi)加熱到淬火溫度，然后噴水冷卻。 目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，心部保持韌性狀態(tài)。 應(yīng)用要點：1．多用于中碳鋼和中堂合金結(jié)構(gòu)鋼制件；2． 由于肌膚效應(yīng)，高頻感應(yīng)淬火淬透層一般為1～2mm，中頻淬火一般為3～5mm，高頻淬火一般大于10mm． 10．滲碳 操作方法：將鋼件放入滲碳介質(zhì)中，加熱至900～950度并保溫，使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。 目的：提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強(qiáng)度，心部仍然保持韌性狀態(tài)。 應(yīng)用要點：1．用于含碳量為0．15％～0．25％的低碳鋼和低合金鋼制件，一般滲碳層深度為0．5～2．5mm；2．滲碳后必須進(jìn)行淬火，使表面得到馬氏體，才能實現(xiàn)滲碳的目的。 11．氮化 操作方法：利用在5．．～600度時氨氣分解出來的活性氮原子，使鋼件表面被氮飽和，形成氮化層。 目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及抗蝕能力。 應(yīng)用要點：多用于含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結(jié)構(gòu)鋼，以及碳鋼和鑄鐵，一般氮化層深度為0．025～0．8mm． 12．氮碳共滲 操作方法：向鋼件表面同時滲碳和滲氮。 目的：提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及抗蝕能力。 應(yīng)用要點：1．多用于低碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼以及工具鋼制件，一般氮化層深0．02～3mm；2．氮化后還要淬火和低溫回火。
實例一: 幾種常用鋼的熱處理方案 Q345: 該鋼為建筑、橋梁等用鋼，屈服強(qiáng)度345MPa左右，一般采用正火處理，碳量0.12-0.2%左右。 20Cr： 碳含量0.2%左右，可以用作建筑用鋼，正火即可；也可以作滲碳鋼使用，滲碳淬火。 GCr15: 軸承鋼，碳含量1% 左右，淬火溫度一般860C,180C左右低溫回火。 60Si2Mn： 彈簧鋼，碳含量0.6%左右，淬火溫度860C,中溫回火（450C左右）。 0Cr18Ni9Ti：奧氏體不銹鋼，碳含量低于0.06%，一般采用1050C左右固溶處理（即加熱水冷），提高抗蝕能力。
實例二: 45＃、42CrMo、20CrMo如何達(dá)到45HRC硬度要求 45＃鋼和42CrMo都可以直接淬火＋回火來滿足45HRC硬度要求； 20CrMo 經(jīng)滲碳淬火＋回火處理也能滿足45HRC硬度要求。 用40CrMo.45#做齒輪通常情況下正火[或調(diào)質(zhì)]加表面淬火.20CrMo 則用滲碳淬火.而不僅僅只是滿足硬度要求.該類零件要求具備一定的接觸疲勞強(qiáng)度.
實例三: GCr15鋼的熱處理工藝參數(shù) GCr15鋼是一種合金含量較少、具有良好性能、應(yīng)用超廣泛的高碳鉻軸承鋼。經(jīng)過淬火加回火后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。該鋼冷加工塑性中等，切削性能一般，焊接性能差，對形成白點敏感性能大，有回火脆性。 化學(xué)成分/元素含量（%） C：0.95-1.05 Mn：0.20-0.40 Si：0.15-0.35 S：<=0.020 P:<=0.027 Cr:1.30-1.65 其熱處理制度為：鋼棒退火，鋼絲退火或830-840度油淬。 熱處理工藝參數(shù)： 1.普通退火：790-810度加熱，爐冷至650度后，空冷——HB170-207 2.等溫退火：790-810度加熱，710-720度等溫，空冷——HB207-229 3.正 火：900-920度加熱，空冷——HB270-390 4.高溫回火：650-700度加熱，空冷——HB229-285 5.淬 火：860度加熱，油淬——HRC62-66 6.低溫回火：150-170度回火，空冷——HRC61-66 7.碳氮共滲：820-830度共滲1.5-3小時，油淬，-60度至-70度深冷處理 +150度至+160回火，空冷——HRC≈67
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