干货(huò)!一文带你了解正火(huǒ)、退火、淬火、回火
发布时间: 2019-10-15 来源:洛阳顺(shùn)祥机械有限公司 点击:1749
退火与(yǔ)回火的(de)区别在(zài)于:(简单(dān)地说,退火(huǒ)就是不要(yào)硬度,回火还保留一定硬度)。
回火:
高温回火所得组(zǔ)织为回火(huǒ)索氏体。回火一(yī)般(bān)不单独(dú)使(shǐ)用,在零(líng)件淬火(huǒ)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,回火根据回(huí)火温度(dù)的不同分(fèn)为低(dī)温(wēn)、中(zhōng)温(wēn)和高温(wēn)回(huí)火。分别得到(dào)回火马氏体、屈氏体和索氏体。
其中淬(cuì)火后(hòu)进行高温(wēn)回火(huǒ)相结合的热处理称为调质处(chù)理,其目的是获得强度,硬度和塑(sù)性,韧性都较(jiào)好的综合机械(xiè)性能。因此(cǐ),广泛用于汽车,拖拉机,机床等的(de)重要(yào)结构零(líng)件,如连杆,螺栓,齿(chǐ)轮及轴类。回火(huǒ)后硬度一般为HB200-330。
退火:
退火过程(chéng)中发生得是(shì)珠光体转(zhuǎn)变,退(tuì)火的主要目(mù)的是使金(jīn)属内部组(zǔ)织达到或接近平衡状(zhuàng)态,为后续加工和***终热处理做准(zhǔn)备。去应(yīng)力退火是为了消除由于塑性形变加工、焊(hàn)接(jiē)等而(ér)造成的以及铸件内存在的残余应力而进行(háng)的退火工(gōng)艺(yì)。锻造、铸造(zào)、焊接以及切削加工后的工件(jiàn)内部存(cún)在内应力,如不及时消除,将使工件在加(jiā)工和使用过程中发生变形,影响(xiǎng)工件精度。采用去应力退火消除(chú)加工过程中产生的内应力十分重要。去应力退(tuì)火的加(jiā)热温(wēn)度低于相变温度,因此,在整个(gè)热处理过程中不发生组织转(zhuǎn)变。
内应力主(zhǔ)要是(shì)通过工(gōng)件在保温和缓冷过程中自然消除的。为了使工件内应力消除得更彻底,在加(jiā)热时应控制(zhì)加热温度。一(yī)般是低温进炉,然后以100℃/h左右得加热速度(dù)加热到(dào)规(guī)定温度。焊接件得加热温度应略(luè)高于(yú)600℃。保温时间视情(qíng)况而定,通常(cháng)为2~4h。铸(zhù)件(jiàn)去应力退火的保温时间取上限,冷却速度控(kòng)制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出炉空冷(lěng)。时效(xiào)处(chù)理可分为自(zì)然时效和人工时效两种自然时效是(shì)将(jiāng)铸件置(zhì)于露天场地半年以上,便其缓缓地发(fā)生,从而使(shǐ)残余应力消除或(huò)减少,人工时(shí)效是将(jiāng)铸(zhù)件加热到550~650℃进行(háng)去应力退火,它比自然时效(xiào)节省时间,残余应力去除较为彻(chè)底(dǐ)。
什么叫回火(huǒ)?
回火是将淬火后的(de)金属成(chéng)材或(huò)零件加(jiā)热到某一温度,保温一(yī)定时间后,以一(yī)定方式(shì)冷却的热处(chù)理工艺,回火是淬火(huǒ)后紧接着进行的(de)一种(zhǒng)操作,通常也是工件进行热处理(lǐ)的***后一(yī)道工序,因而把淬火和回(huí)火的联(lián)合工艺称(chēng)为***终热处理(lǐ)。淬火与回火的主要目(mù)的是(shì):
1)减(jiǎn)少内应力和降低脆性(xìng),淬火件存在着很大的应力和(hé)脆性(xìng),如没有及(jí)时回火往往会(huì)产生(shēng)变形(xíng)甚至开(kāi)裂(liè)。
2)调整工件的机械性能,工件(jiàn)淬火后(hòu),硬度(dù)高,脆性大,为(wéi)了满足各种工件不同(tóng)的性能要(yào)求,可以(yǐ)通过回(huí)火来(lái)调整,硬度,强度,塑性和韧性。
3)稳定工件(jiàn)尺寸。通(tōng)过回火可(kě)使金相组织趋于稳(wěn)定(dìng),以保证(zhèng)在以后(hòu)的使用(yòng)过(guò)程中不再发(fā)生(shēng)变形。
4)改善某(mǒu)些(xiē)合金钢的切削性能。
在(zài)生产(chǎn)中,常根据(jù)对工件(jiàn)性能的要求。按加(jiā)热(rè)温度的不同,把(bǎ)回火分为低温回火,中温(wēn)回火,和高温回(huí)火。淬火和随(suí)后的高温回火相结合的热处理工(gōng)艺称为调质,即在具有高度(dù)强度的(de)同时,又有好的塑性(xìng)韧性。主要用于处理随较大载荷的机器结构零件,如机床主轴(zhóu),汽车(chē)后桥半轴,强力齿(chǐ)轮等。
什么叫淬火(huǒ)?
淬火是把金属成材或零件加热到相变(biàn)温(wēn)度以上,保温后,以大于临界(jiè)冷却速度的急剧冷却,以获得马氏(shì)体组织的热处理(lǐ)工艺(yì)。淬火是为了(le)得到马氏体组织,再经(jīng)回火后,使工件(jiàn)获得良好(hǎo)的使用性能,以(yǐ)充分(fèn)发挥材料的潜(qián)力。其主要(yào)目的是:
1)提高金属成(chéng)材或零件的(de)机(jī)械性能。例如:提(tí)高(gāo)工(gōng)具、轴承等的硬度和耐(nài)磨性(xìng),提高(gāo)弹簧的弹性极限,提高轴类零件的(de)综合机械性能等(děng)。
2)改善(shàn)某些特(tè)殊钢的材料性能(néng)或化学性能(néng)。如提(tí)高不锈(xiù)钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。
淬火冷(lěng)却时,除需合理选用淬火介质外,还要有正确的淬火(huǒ)方法,常用的淬(cuì)火方法,主要有单(dān)液淬火,双液淬(cuì)火,分级淬火、等温淬火,局部(bù)淬(cuì)火等。
正火、退火、淬火、回火、的区别与联系?
正火有以下目的和用途:
① 对亚共析钢(gāng),正火(huǒ)用以(yǐ)消(xiāo)除铸、锻、焊件(jiàn)的过热粗晶组(zǔ)织和(hé)魏氏组织,轧材中的带状组织;细化晶粒;并可作为淬火(huǒ)前的预先热处理。
② 对过共析钢,正火(huǒ)可以消除网状二次渗碳体,并使珠光体(tǐ)细化,不但(dàn)改善(shàn)机械性能,而且有(yǒu)利于(yú)以(yǐ)后的球化退火(huǒ)。
③ 对低碳深冲薄钢板,正火可(kě)以消除晶界的(de)游离渗(shèn)碳体,以改善(shàn)其深冲性能。
④ 对低碳钢和低碳低合金钢,采用(yòng)正火(huǒ),可得到较多的(de)细(xì)片(piàn)状珠光体组织(zhī),使硬度增高到HB140-190,避免切削时(shí)的“粘刀”现象(xiàng),改善切削加工(gōng)性。对(duì)中碳钢,在既可用正火又可用退火的(de)场合下,用正火更为经(jīng)济和方(fāng)便。
⑤ 对普通中碳结构钢,在力(lì)学性(xìng)能要(yào)求不高的场(chǎng)合下(xià),可用正火代替淬火加(jiā)高温回火,不仅操作简便,而且使钢(gāng)材(cái)的组织和尺(chǐ)寸稳定(dìng)。
⑥ 高温(wēn)正火(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩散速度(dù)较高,可以减少(shǎo)铸件和(hé)锻件的成分偏(piān)析。高温(wēn)正火后的粗大晶(jīng)粒可通过随后第二次较(jiào)低温度的正火予以细化。
⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢,常(cháng)采用正火以获得贝氏体组织,再(zài)经(jīng)高温回火,用于400~550℃时(shí)具有良好的抗蠕变能力。
⑧ 除钢件和钢(gāng)材以外,正火(huǒ)还广泛用于球墨铸铁热处理,使其获得珠光(guāng)体基体,提高球墨铸铁的强度。
由于正火的特点是空气(qì)冷却(què),因(yīn)而环境气温(wēn)、堆放方式、气(qì)流及工件尺寸(cùn)对正火后的(de)组织和性能均有影响。正火组织还可作为合(hé)金钢的一种(zhǒng)分类方法(fǎ)。通常根据直(zhí)径为25毫米的试样(yàng)加(jiā)热到900℃后,空冷(lěng)得到的组织,将合金钢分为珠光体钢、贝(bèi)氏体钢、马(mǎ)氏体钢和奥氏体钢。
退火(huǒ)是将金属(shǔ)缓慢加热到一定温度,保持足够(gòu)时间,然后(hòu)以适宜速度冷却的一种金属热处理工艺。退火热处理分为完全退火,不(bú)完全退火和去应力(lì)退火。退火材料的力学性能可以用拉伸试验来(lái)检测,也可以用硬度试验来检测。许多(duō)钢材(cái)都是以退火热处(chù)理(lǐ)状(zhuàng)态供货的,钢(gāng)材硬(yìng)度检测可(kě)以(yǐ)采用洛(luò)氏硬度计,测试(shì)HRB硬度,对于较薄的钢板、钢带(dài)以及薄壁钢管,可以(yǐ)采用表(biǎo)面(miàn)洛氏硬度计,检测(cè)HRT硬度。
退火的(de)目的(de)在于:
① 改善或消除钢铁在铸造、锻(duàn)压、轧制和(hé)焊接过程中所造成的各种组织缺陷以(yǐ)及(jí)残余应力(lì),防止(zhǐ)工件(jiàn)变形(xíng)、开裂。
② 软化工件以便进(jìn)行切削加工。
③ 细(xì)化晶粒,改善组织以提高工件的机械性(xìng)能(néng)。
④ 为***终热处理(淬火、回火)作好(hǎo)组织准备(bèi)。
常用的退火(huǒ)工艺有:
① 完全退火。用以(yǐ)细化中、低碳钢经铸(zhù)造、锻压和(hé)焊接(jiē)后出现的力学性能(néng)不佳的粗大过热(rè)组织。将(jiāng)工件加热到(dào)铁(tiě)素体全部转变(biàn)为奥氏(shì)体的温度以上(shàng)30~50℃,保温(wēn)一段(duàn)时间,然(rán)后随(suí)炉缓慢冷(lěng)却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。
② 球化(huà)退火。用以降低(dī)工具钢和轴(zhóu)承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开(kāi)始形成奥氏(shì)体的温度以上20~40℃,保温后(hòu)缓慢冷却,在冷却过程中(zhōng)珠光体中的片层(céng)状渗碳体变为球状,从而降(jiàng)低了硬度。
③ 等(děng)温退火。用(yòng)以降低某些镍、铬含(hán)量较高的(de)合(hé)金(jīn)结构钢的高硬度,以进(jìn)行切削加工。一(yī)般(bān)先(xiān)以较(jiào)快速(sù)度(dù)冷却到奥氏体***不稳定的温度(dù),保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可(kě)降 低。
④ 再(zài)结晶退火(huǒ)。用以消除金属线材、薄板在冷(lěng)拔、冷轧(zhá)过程(chéng)中的硬(yìng)化(huà)现象(硬度升(shēng)高(gāo)、塑性下降)。加热温(wēn)度一(yī)般为钢开始(shǐ)形成奥氏(shì)体的温度以下50~150℃ ,只有这样才能(néng)消除加工硬化效应使金属软化。
⑤ 石墨(mò)化退火。用以使含有大(dà)量渗碳(tàn)体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右,保温一定时间后适当冷却,使渗碳(tàn)体分(fèn)解(jiě)形成团絮(xù)状石墨。
⑥ 扩散退火。用(yòng)以使合(hé)金铸(zhù)件化学成(chéng)分均匀化(huà),提高(gāo)其(qí)使用(yòng)性能。方法是(shì)在不(bú)发生熔化的前提下(xià),将铸件加热到尽可能(néng)高的温度,并长(zhǎng)时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓(huǎn)冷。
⑦ 去应力退火。用以(yǐ)消除钢铁铸(zhù)件和(hé)焊接件(jiàn)的内应(yīng)力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏(shì)体的温度以下100~200℃,保(bǎo)温后在空气中冷却,即可消除(chú)内(nèi)应力。
淬火,金属和玻璃的一种热(rè)处理工艺(yì)。把合金制(zhì)品或玻璃加热到一定温度,随即在水、油或空气中(zhōng)急速冷却,一(yī)般用以提高合金的硬度和强度(dù)。通称“蘸火(huǒ)”。将经过淬火的工件重新加热到(dào)低于下(xià)临界(jiè)温(wēn)度的适当温度,保温(wēn)一段时间后在空气或(huò)水、油等介质中冷(lěng)却的金属热处理。
钢(gāng)铁工件在淬火后(hòu)具(jù)有(yǒu)以下特点:
① 得(dé)到了(le)马氏体、贝氏体、残余奥(ào)氏体等不平衡(即不稳定)组织。
② 存在较大内应力。
③ 力学(xué)性能不能满足要求。因(yīn)此,钢铁工件淬火后一般都要经过(guò)回(huí)火(huǒ)。
回火的(de)作用在于:
① 提(tí)高组(zǔ)织稳定性(xìng),使工件(jiàn)在使用(yòng)过程中不再发生组(zǔ)织转变,从而使(shǐ)工件几何尺寸和性(xìng)能保持稳定。
② 消除内应力,以便改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸。
③ 调整(zhěng)钢铁的(de)力学性能以满足使用要求。
回火(huǒ)之(zhī)所以(yǐ)具有这(zhè)些作用(yòng),是因为温度升高时,原子(zǐ)活动能(néng)力(lì)增强,钢铁中的铁、碳(tàn)和其他合金元(yuán)素的原子可(kě)以较快地(dì)进行扩散,实现原子的重(chóng)新(xīn)排列(liè)组(zǔ)合,从而使不稳定(dìng)的不平(píng)衡组(zǔ)织逐(zhú)步转变为稳定的平衡组织(zhī)。内应力的消(xiāo)除还与温度升高时金属强度降低有关。一(yī)般钢铁回火时,硬度和强度下降(jiàng),塑性(xìng)提高。回火温(wēn)度越高,这些力学性能(néng)的变化越大(dà)。有些合金元素含量较高(gāo)的合金钢,在某一(yī)温度(dù)范围回火(huǒ)时,会析出一些颗粒细(xì)小(xiǎo)的金属化合物,使强度和硬(yìng)度上(shàng)升。这种现象称为(wéi)二次硬化。
回火要(yào)求(qiú):用途不同的工件应在不(bú)同温度下回火,以(yǐ)满足使用(yòng)中的要(yào)求。
① 刀具、轴(zhóu)承、渗碳淬(cuì)火零件、表面淬火(huǒ)零件通(tōng)常在250℃以(yǐ)下(xià)进行(háng)低温回火。低温(wēn)回火后硬度变化不大,内(nèi)应力减小,韧性稍有提高。
② 弹簧(huáng)在350~500℃下(xià)中温回火,可获得较(jiào)高的弹性和必要的韧(rèn)性。
③ 中(zhōng)碳结构钢制作(zuò)的零(líng)件通(tōng)常(cháng)在500~600℃进行(háng)高温回(huí)火,以获得适宜的强度与韧性的良(liáng)好配合。
淬(cuì)火加高温回火的热处理工艺(yì)总(zǒng)称为调质。
钢在300℃左右(yòu)回火时,常使(shǐ)其脆性增大(dà),这种现象称为***类回火脆性。一般不应(yīng)在这个(gè)温度区间回火。某(mǒu)些中碳合金结构钢在高温回火(huǒ)后,如果缓慢冷至室温,也易于变脆。这(zhè)种现象称为第二类回火脆性。在钢中加(jiā)入钼(mù),或回(huí)火(huǒ)时在油或水中冷却,都可以防止第二类回火脆性。将第(dì)二类回火脆性(xìng)的钢(gāng)重新加热至原(yuán)来的回(huí)火(huǒ)温度,便可以消除这种脆性(xìng)。
一.钢的退火(huǒ)
概念(niàn):将钢加热、保温后缓慢冷却,以获(huò)得接近平衡组织的工艺过(guò)程。
1、完全退(tuì)火
工艺:加(jiā)热(rè)Ac3以上(shàng)30-50℃→保温→随炉冷到500度以下→空(kōng)冷室温。
目(mù)的:细(xì)化晶(jīng)粒,均匀(yún)组织 ,提高塑韧性,消除内应力,便于机械加工。
2、等温退火
工艺(yì):加(jiā)热Ac3以上→保温(wēn)→快(kuài)冷至珠(zhū)光体转变温度→等温停留→转变为P→出炉(lú)空冷;
目的:同上。但时(shí)间短,易控制,脱(tuō)氧、脱碳小。(适用于过冷A比较稳定的合金钢及大型碳钢件(jiàn))。
3、球(qiú)化(huà)退火
概念:是使(shǐ)钢(gāng)中的渗碳(tàn)体球(qiú)化的工艺过程。
对象:共析(xī)钢和过共析钢
工艺:
(1)等温(wēn)球化(huà)退(tuì)火加(jiā)热(rè)Ac1以上20-30度→保温→迅速冷却到(dào)Ar1以下(xià)20度→等温→随炉冷(lěng)至600度左右→出炉(lú)空冷。
(2)普(pǔ)通球(qiú)化退火加热Ac1以(yǐ)上20-30度→保温→极(jí)缓(huǎn)慢冷却至(zhì)600度左右→出炉空冷。(周期长,效率(lǜ)低,不适(shì)用)。
目(mù)的:降低(dī)硬度、提高塑韧(rèn)性,便于切削加工(gōng)。
机理:使(shǐ)片状或网状渗碳体变成(chéng)颗粒状(球(qiú)状)
说明:退火加热时,组织没有完全A化,所以又称不完(wán)全退火。
4、去应力退(tuì)火(huǒ)
工艺:加(jiā)热到Ac1以下某一温度(500-650度)→保温→缓冷(lěng)至室温。
目的:消除铸件、锻件、焊接件等的残(cán)余内应力,稳定工件(jiàn)尺寸。
二.钢(gāng)的回火
工艺:将淬(cuì)火后的(de)钢重新加热到A1以(yǐ)下某一(yī)温度(dù)保温,然后冷却(一般空冷(lěng))至(zhì)室温。
目的:消除(chú)淬(cuì)火产生的内应力,稳定工件(jiàn)尺(chǐ)寸,降低(dī)脆性(xìng),改善(shàn)切削加工性(xìng)能(néng)。
力学性能:随(suí)着回火(huǒ)温度的升高(gāo),硬度、强度下降(jiàng),塑性韧性升高。
1、低温回火:150-250℃ ,M回,减(jiǎn)少内应(yīng)力和脆性,提高(gāo)塑韧性,有较高的硬度和耐磨(mó)性。用于制(zhì)作(zuò)量(liàng)具、刀具和滚(gǔn)动轴承(chéng)等。
2、中温回火:350-500℃ ,T回,具有(yǒu)较(jiào)高的弹性,有一定的(de)塑(sù)性和硬度。用于制(zhì)作弹(dàn)簧、锻模等。
3、高温回火:500-650℃ ,S回,具有良好的综(zōng)合力学性能。用于制(zhì)作齿轮、曲轴(zhóu)等(děng)。