干货!一文带你了解正火(huǒ)、退火、淬(cuì)火、回火
发布时间(jiān): 2019-10-15 来源:洛阳(yáng)米兰官方网页版和顺祥机械有(yǒu)限公司 点击:1756
退火与(yǔ)回火的区别在于:(简单地说(shuō),退火(huǒ)就是不(bú)要硬度,回火还保留一定硬度)。
回火(huǒ):
高温回(huí)火(huǒ)所(suǒ)得组织为回火索氏体(tǐ)。回火一般(bān)不单独使用,在零(líng)件淬火处理后进行回火,主要(yào)目的是消除淬火应力,得到要求的(de)组织(zhī),回火(huǒ)根据(jù)回(huí)火温度的不同分为低(dī)温、中温和高温回火。分(fèn)别得到回火马氏(shì)体、屈(qū)氏体和索氏体。
其中淬火后进行高温(wēn)回火相结(jié)合(hé)的热处理称为调质处理,其目的是(shì)获得强度(dù),硬度(dù)和塑性(xìng),韧性都较好(hǎo)的(de)综(zōng)合机(jī)械性(xìng)能(néng)。因此(cǐ),广泛用于汽车,拖拉机,机床(chuáng)等的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类。回火(huǒ)后硬度一(yī)般为(wéi)HB200-330。
退(tuì)火:
退火过程中(zhōng)发生得是珠光体转变,退(tuì)火的主要目(mù)的是使金(jīn)属内部组织达到或接近平衡状(zhuàng)态,为后续(xù)加工和(hé)***终热处理(lǐ)做准备。去应力(lì)退火(huǒ)是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成(chéng)的以(yǐ)及(jí)铸件内存在的(de)残余应力而进行的退火工艺。锻造、铸造、焊接以及(jí)切削加工后的工件内(nèi)部(bù)存在内应力,如不及时消除,将使(shǐ)工件(jiàn)在加工(gōng)和使(shǐ)用过程(chéng)中发生变形,影响工件精(jīng)度。采用去(qù)应(yīng)力退火消除加(jiā)工(gōng)过程中产生的内应力十(shí)分重要。去应力退火的加热温度低于相变温度(dù),因(yīn)此,在整(zhěng)个热(rè)处(chù)理过程中不发(fā)生组织转变(biàn)。
内(nèi)应力主要是通过工件在保温和(hé)缓冷过程中自然消(xiāo)除的(de)。为了(le)使工件内应力消除得更(gèng)彻底,在加(jiā)热时应控(kòng)制加(jiā)热温度(dù)。一(yī)般是低温(wēn)进炉,然后以100℃/h左右得加(jiā)热速度加热(rè)到(dào)规定温度。焊(hàn)接件得加热温度应略高于(yú)600℃。保温时间视情(qíng)况而定(dìng),通常为2~4h。铸件去应力退火的保温时间取上(shàng)限(xiàn),冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷(lěng)至(zhì)300℃以(yǐ)下(xià)才能(néng)出(chū)炉空冷。时效处理(lǐ)可分(fèn)为自然时效和人工时(shí)效两种(zhǒng)自然时效是将铸件置于露天场地半年以上,便其缓(huǎn)缓(huǎn)地发生,从(cóng)而使残余(yú)应力消除或(huò)减少,人工时效是(shì)将铸件加热(rè)到550~650℃进(jìn)行去应力退火,它比自然时效节省(shěng)时间(jiān),残余应力(lì)去(qù)除(chú)较为彻(chè)底(dǐ)。
什么叫回火?
回(huí)火是(shì)将淬(cuì)火后(hòu)的(de)金(jīn)属成材或零件(jiàn)加热到某一温(wēn)度,保温(wēn)一定时间后,以一定方(fāng)式冷却的(de)热处理工艺,回火是淬火后紧接着(zhe)进行的一(yī)种操作(zuò),通常也是(shì)工件进(jìn)行热处理的***后一道工序,因而(ér)把淬火和回火的联合工艺称为(wéi)***终热处理。淬火与(yǔ)回火的主(zhǔ)要(yào)目的是:
1)减少内应力(lì)和降低脆性,淬火件(jiàn)存在(zài)着(zhe)很大的应力和脆性,如没(méi)有及时回火往往会产生变形甚至开裂。
2)调整(zhěng)工(gōng)件的(de)机械性能,工件淬火后,硬度高,脆(cuì)性大,为了(le)满足各种工件(jiàn)不同的性能要求,可以通过回(huí)火来调(diào)整,硬度,强度,塑性(xìng)和韧性。
3)稳定工件尺寸。通过(guò)回火可使金相(xiàng)组织趋于稳定,以保证在以后的使用(yòng)过程中不再发(fā)生变形。
4)改善某些合金钢的切(qiē)削(xuē)性(xìng)能。
在生产中,常根据对工件性能的要求。按加(jiā)热温度的不(bú)同(tóng),把回火(huǒ)分为(wéi)低温(wēn)回火,中温回(huí)火,和高(gāo)温回火。淬火(huǒ)和随后的高温回火相结合的热处理工艺称为调(diào)质,即在具有(yǒu)高度(dù)强度的同时,又有好的(de)塑性韧性。主要(yào)用(yòng)于处理随(suí)较大载荷的机器结构零(líng)件,如机床主轴(zhóu),汽(qì)车后(hòu)桥半轴(zhóu),强力齿轮等。
什么叫(jiào)淬(cuì)火?
淬火是把金属成材或零件(jiàn)加热到相变温度以上(shàng),保温后(hòu),以(yǐ)大于临界冷却速度(dù)的急(jí)剧冷却(què),以获得马氏体组(zǔ)织的热(rè)处理工艺。淬(cuì)火是为了得到马氏体组(zǔ)织,再经回火后,使(shǐ)工件(jiàn)获得良好的使(shǐ)用性能,以(yǐ)充分发挥材(cái)料的潜力。其主(zhǔ)要目的是:
1)提高金属成(chéng)材或零(líng)件的(de)机械性能。例如:提(tí)高工具、轴承等的硬度和耐磨(mó)性,提高弹(dàn)簧的弹性极限,提高轴类零件的(de)综合机械(xiè)性能等(děng)。
2)改(gǎi)善某些特殊(shū)钢(gāng)的材(cái)料性(xìng)能或化学性能。如(rú)提高不(bú)锈钢的耐(nài)蚀性,增(zēng)加磁钢的永磁性(xìng)等。
淬火冷却时(shí),除需合理选用淬火介质外,还要有(yǒu)正确的淬火方法,常用(yòng)的淬(cuì)火方法(fǎ),主要有单液淬火,双(shuāng)液淬火,分级(jí)淬火、等温(wēn)淬(cuì)火,局部淬火等。
正火、退火、淬(cuì)火(huǒ)、回火(huǒ)、的区别与联系?
正火有以(yǐ)下目(mù)的和用途:
① 对亚共析钢(gāng),正火用以消(xiāo)除铸、锻、焊(hàn)件的过热(rè)粗(cū)晶组织和魏氏组织(zhī),轧材中的带(dài)状组织;细(xì)化晶粒(lì);并可作为(wéi)淬火前的预先热(rè)处理。
② 对过共析钢,正火可以消除网状二次渗碳体,并使珠光体细化,不但改善机械性能,而且有利于以后的球化退火。
③ 对低(dī)碳深(shēn)冲薄钢板(bǎn),正火可以消除晶界的游离渗(shèn)碳体,以改善其深冲性能。
④ 对(duì)低碳钢和(hé)低碳低合金钢,采用正火,可得到(dào)较多的细片状珠光体组织,使硬度增高到HB140-190,避免切削(xuē)时的(de)“粘刀”现(xiàn)象,改善切削(xuē)加工性。对中(zhōng)碳钢(gāng),在既可用正火又(yòu)可用(yòng)退火的场合下(xià),用正火更为经(jīng)济和方(fāng)便(biàn)。
⑤ 对普通中碳结(jié)构钢,在力学性能要求不(bú)高的场合下,可(kě)用(yòng)正火(huǒ)代替(tì)淬火加高(gāo)温回火,不(bú)仅操作简便,而且使钢材(cái)的组织(zhī)和尺寸(cùn)稳定。
⑥ 高温正火(Ac3以上150~200℃)由于(yú)高温下扩(kuò)散速(sù)度较高,可以减(jiǎn)少铸件和(hé)锻件的成分偏析。高温正火后的粗(cū)大晶粒可通过随后第二次较低温度的正火予以细化。
⑦ 对(duì)某些用于汽轮机和锅炉的低(dī)、中(zhōng)碳合金(jīn)钢,常采用正火以(yǐ)获得贝氏体组织,再经高温回火,用于(yú)400~550℃时具有良好的抗蠕变能力。
⑧ 除钢件(jiàn)和钢(gāng)材以外(wài),正火还广泛(fàn)用于球墨铸铁热(rè)处理,使(shǐ)其获(huò)得珠光体基体(tǐ),提高(gāo)球墨铸铁的强度。
由于正火的特点是空气冷却,因而环境气温、堆放方式、气流(liú)及工件尺(chǐ)寸(cùn)对正火(huǒ)后的组织和性能均有影响。正火组织还(hái)可(kě)作为合金(jīn)钢的一种分类方法。通常根据直径为25毫米(mǐ)的试样加热(rè)到900℃后,空冷(lěng)得到的组织(zhī),将合金钢分(fèn)为珠光体(tǐ)钢(gāng)、贝氏体钢、马氏体(tǐ)钢(gāng)和(hé)奥氏(shì)体钢。
退火是将金属缓(huǎn)慢加热到(dào)一定温度,保持(chí)足够(gòu)时(shí)间(jiān),然后以适宜速度冷却的一种金属热(rè)处理工艺。退火热处理分为完全退(tuì)火,不完全退火和去应力退(tuì)火。退(tuì)火材料的力学性能可以用拉伸试验来检测,也可以用硬度试验来检测(cè)。许多钢材都是以退火热处理状态供货的,钢材硬度检(jiǎn)测可以采用洛氏硬度计(jì),测(cè)试HRB硬度(dù),对于较薄的钢板、钢带(dài)以(yǐ)及薄壁钢管,可以(yǐ)采用表面洛(luò)氏硬(yìng)度计(jì),检测(cè)HRT硬度。
退(tuì)火的目(mù)的在于:
① 改(gǎi)善或消(xiāo)除钢(gāng)铁在铸造、锻(duàn)压、轧制和焊(hàn)接过程中所造成的各种(zhǒng)组织缺陷以(yǐ)及残余应力,防止(zhǐ)工件(jiàn)变形、开裂。
② 软化工件以(yǐ)便进行切削加(jiā)工。
③ 细化晶粒,改善组织以提(tí)高工件的机(jī)械性能(néng)。
④ 为(wéi)***终热处理(淬火、回火(huǒ))作好(hǎo)组织(zhī)准备。
常用的退火工艺有:
① 完(wán)全退火。用以细(xì)化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学(xué)性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全(quán)部转变为奥氏体的温(wēn)度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即(jí)可使钢的组织变细。
② 球化退火(huǒ)。用以(yǐ)降(jiàng)低工具钢和轴(zhóu)承钢(gāng)锻压(yā)后的偏高硬度(dù)。将工件(jiàn)加热(rè)到钢(gāng)开始形成(chéng)奥氏体的(de)温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却过(guò)程(chéng)中珠(zhū)光体(tǐ)中的片层(céng)状渗(shèn)碳(tàn)体变为球(qiú)状,从而降低(dī)了硬度。
③ 等温退火。用(yòng)以降低某些镍(niè)、铬含量较(jiào)高的(de)合金结构钢(gāng)的高(gāo)硬度,以进行切削加工。一般(bān)先以较(jiào)快速度(dù)冷却到奥氏(shì)体(tǐ)***不稳定的温度(dù),保温适当时间,奥氏体转变(biàn)为托氏体或索氏体,硬度即可降 低。
④ 再(zài)结晶退火(huǒ)。用(yòng)以消除金属线材(cái)、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化(huà)现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度一般为钢开始形成奥(ào)氏体的温(wēn)度以下50~150℃ ,只(zhī)有这样才能消(xiāo)除加工(gōng)硬化效应(yīng)使金属(shǔ)软化。
⑤ 石(shí)墨化(huà)退(tuì)火。用(yòng)以使含(hán)有(yǒu)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(jiàn)加热到950℃左右,保温一定(dìng)时间(jiān)后适当冷却(què),使渗碳体(tǐ)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,提高其使用性(xìng)能(néng)。方(fāng)法是在不发生熔化的前(qián)提下,将铸件加热(rè)到尽(jìn)可能(néng)高的温(wēn)度,并长时间保温,待合(hé)金中(zhōng)各种(zhǒng)元素扩散趋于均匀(yún)分布后缓冷(lěng)。
⑦ 去应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的(de)内应力(lì)。对(duì)于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保温(wēn)后在空气(qì)中冷却,即可消除内应力。
淬火,金属和玻璃的一种热处理工艺。把(bǎ)合金制品或玻(bō)璃加热到一定(dìng)温度,随即在水、油或空(kōng)气中急速冷(lěng)却,一般用(yòng)以提高合金的硬度和强(qiáng)度。通称“蘸(zhàn)火”。将经过(guò)淬火的(de)工件重新加热到低于下临(lín)界(jiè)温度的适当温度,保(bǎo)温一段(duàn)时间(jiān)后(hòu)在空气或(huò)水、油等介(jiè)质(zhì)中冷(lěng)却(què)的金属热处理。
钢铁(tiě)工件在淬火后具有以下特点:
① 得到了马氏体、贝氏体(tǐ)、残余奥(ào)氏体等不平衡(héng)(即不稳定(dìng))组织。
② 存在较大内应力。
③ 力学性能不能满足要(yào)求。因(yīn)此,钢铁(tiě)工件淬火(huǒ)后一般都要经过(guò)回火。
回火的作用在于:
① 提高组织稳定性,使工件在使用过程中不再发生(shēng)组织转变,从而使(shǐ)工件几何尺寸和性能(néng)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 调整钢铁的力学性能以满(mǎn)足(zú)使用要求。
回火(huǒ)之所以具(jù)有这些作(zuò)用,是因(yīn)为温度升(shēng)高时,原子(zǐ)活(huó)动能力(lì)增强(qiáng),钢铁中的铁、碳和其他合金元(yuán)素的原子可以较快地进行扩散(sàn),实现原子的重新(xīn)排列组合,从而使不稳(wěn)定的(de)不平衡组织逐(zhú)步(bù)转变为稳(wěn)定的(de)平衡组织。内应力的消除还与温度(dù)升高时金属(shǔ)强(qiáng)度降低有关。一般钢铁回火(huǒ)时,硬(yìng)度和强度下降,塑(sù)性提高。回火温度(dù)越高,这(zhè)些力学性能(néng)的变化(huà)越大(dà)。有些合金(jīn)元素含(hán)量较高的合金钢,在某一温度范围回火时(shí),会析出一些颗粒细小(xiǎo)的金属化(huà)合物,使强度和硬度上升。这(zhè)种现象称(chēng)为二次硬化。
回(huí)火要求:用(yòng)途不同的工件应在不(bú)同(tóng)温度下回火,以满足使用中(zhōng)的要求(qiú)。
① 刀具(jù)、轴承(chéng)、渗碳淬火零件、表面淬火零件通常在250℃以下进(jìn)行低温回火。低温回火后硬度变化不大,内应力减小,韧(rèn)性稍(shāo)有提(tí)高。
② 弹簧在350~500℃下(xià)中温回火,可获得较(jiào)高的弹性和必要的韧性。
③ 中碳结构钢(gāng)制(zhì)作的零件通常在500~600℃进行高温回火,以获得适宜的强度与韧性的良好配(pèi)合。
淬(cuì)火加高温回火(huǒ)的热(rè)处理工艺总称为调质。
钢在300℃左右回火时(shí),常使(shǐ)其(qí)脆性(xìng)增大,这(zhè)种现象称为***类回火脆性。一般(bān)不应在(zài)这个温度区间回火。某些中碳合金结构(gòu)钢在高温回(huí)火后(hòu),如果(guǒ)缓慢冷至室温(wēn),也易于变脆。这种现象称为第二类回(huí)火(huǒ)脆性。在(zài)钢中加入钼,或回火时(shí)在油或水(shuǐ)中冷却,都可以防止第二类回火脆(cuì)性。将第(dì)二类回(huí)火脆性的(de)钢重新(xīn)加热至原来的(de)回火温度(dù),便可(kě)以(yǐ)消除这(zhè)种脆性。
一.钢的退火
概念:将钢加热、保温后缓慢(màn)冷却,以获得接近平衡组织(zhī)的工艺过程。
1、完全退火
工艺:加热Ac3以(yǐ)上30-50℃→保温(wēn)→随(suí)炉冷(lěng)到500度以下→空冷(lěng)室温。
目的:细化晶粒,均匀组织 ,提高(gāo)塑韧性,消除内应力,便于机械加工。
2、等温退(tuì)火
工艺:加(jiā)热Ac3以上(shàng)→保温→快冷(lěng)至珠光体转(zhuǎn)变温度→等温停(tíng)留→转变(biàn)为P→出炉空冷;
目的:同上。但时间(jiān)短,易控制,脱氧、脱碳(tàn)小。(适用于过冷A比较稳定的合金钢及大型(xíng)碳(tàn)钢件(jiàn))。
3、球化退(tuì)火(huǒ)
概念:是使钢中的渗碳体球化(huà)的工艺过(guò)程。
对象:共析钢和过共析钢(gāng)
工(gōng)艺:
(1)等(děng)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→等温(wēn)→随(suí)炉冷至600度左右→出炉空冷(lěng)。
(2)普(pǔ)通球化退火加热Ac1以上20-30度→保温→极缓慢冷却至600度左(zuǒ)右→出炉(lú)空冷。(周期长(zhǎng),效(xiào)率低,不适用)。
目的:降低(dī)硬度、提高塑韧性,便于(yú)切(qiē)削加工。
机理(lǐ):使(shǐ)片状或(huò)网状渗(shèn)碳体变成颗粒状(zhuàng)(球状)
说明(míng):退(tuì)火加热时,组(zǔ)织没有完全A化,所以又称不完全(quán)退火。
4、去应力(lì)退火
工艺:加热到Ac1以下某一温度(500-650度)→保温→缓(huǎn)冷至室温。
目(mù)的:消除铸(zhù)件、锻件、焊接(jiē)件等的残(cán)余内应力,稳定工件尺寸。
二.钢的回火
工艺:将(jiāng)淬火后的钢重新加热到A1以下某一温度保温,然(rán)后冷却(què)(一般空冷)至室温。
目(mù)的:消(xiāo)除淬火(huǒ)产生的内应力,稳定工件尺寸,降低(dī)脆性,改善切削加工性能。
力学性(xìng)能(néng):随着(zhe)回火温度的升高,硬度、强度下降,塑性(xìng)韧性升(shēng)高。
1、低温回(huí)火:150-250℃ ,M回(huí),减(jiǎn)少内(nèi)应(yīng)力和脆性(xìng),提(tí)高塑韧性(xìng),有较高的(de)硬度(dù)和耐磨(mó)性。用于制作量具、刀(dāo)具和滚动轴承等(děng)。
2、中(zhōng)温回火:350-500℃ ,T回,具有较高(gāo)的弹性,有一定的塑性和硬度。用于制作弹簧(huáng)、锻模等(děng)。
3、高(gāo)温回火:500-650℃ ,S回,具(jù)有良好的综合力学性能。用于制作齿轮、曲轴等。