鋼的(de)(de)熱(re)處(chu)理是指(zhi)將鋼在固態下進行不同的(de)(de)加熱(re)、保溫和冷卻,以改變其組織,從(cong)而獲得所需性能的(de)(de)一種工藝。
常用(yong)鋼的熱處理方法可作如下(xia)分類:
熱處理的方法雖然很多,但任何一種熱處理工藝都是由加熱、保溫、冷卻三個階段組成的(見圖1-1),只是加熱溫度、保溫時間和冷卻速度不同。
1. 鋼的(de)退(tui)火(huo)與正火(huo)
①. 鋼的退火(huo)
根據(ju)鋼的(de)成分和退(tui)火(huo)目的(de)不同(tong),退(tui)火(huo)工藝有(you)多種。根據(ju)實際工程施工的(de)需要,現在著重介紹完全退(tui)火(huo)和去應力退(tui)火(huo)。
完全退(tui)火主要用于亞共(gong)析(xi)碳鋼和(he)合(he)金鋼的(de)鑄件(jian)、鍛件(jian)、熱軋型材(cai)和(he)焊接結(jie)構件(jian),其(qi)目的(de)是細化(hua)晶粒,消(xiao)除(chu)內應力和(he)組(zu)織上的(de)缺(que)陷,降低硬度,為(wei)隨后的(de)切削加工(gong)和(he)淬(cui)火、回(hui)火做好(hao)準備。
去應(ying)力退火(huo)又稱低(di)溫退火(huo),它主要用(yong)于消(xiao)除鑄件(jian)(jian)、鍛(duan)件(jian)(jian)、焊接件(jian)(jian)、冷沖壓件(jian)(jian)以(yi)及機械加工零件(jian)(jian)的殘(can)余(yu)應(ying)力,如(ru)果(guo)殘(can)余(yu)應(ying)力不消(xiao)除,零件(jian)(jian)在加工中(zhong)(zhong)或長期使用(yong)過程中(zhong)(zhong)會引起變形,甚至產生裂紋。
②. 鋼的正火
正(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)實際上是(shi)退火(huo)(huo)(huo)的(de)一個特例。正(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)與(yu)(yu)退火(huo)(huo)(huo)不同的(de)是(shi)正(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)的(de)冷卻速度(du)(du)(du)(du)快,過冷度(du)(du)(du)(du)大,因此(ci)產(chan)生偽共析轉變,使組織中的(de)珠光體(ti)量增多,片層(ceng)間(jian)距(ju)變小。正(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)與(yu)(yu)退火(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)鋼件(jian)組織的(de)差別,引起性(xing)能上的(de)不同:正(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)鋼件(jian)的(de)強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)(du)、韌性(xing)都比退火(huo)(huo)(huo)后(hou)(hou)高,且塑性(xing)并不降低。正(zheng)(zheng)火(huo)(huo)(huo)常(chang)用于低合金(jin)鋼的(de)熱(re)處理(li)。
2. 鋼的(de)淬火與回火
①. 鋼的淬火
淬火是將鋼加(jia)熱到其相(xiang)變(bian)點溫(wen)度(du)以上,并(bing)保持一定時間,使其組(zu)織發生變(bian)化(hua),然(ran)后快速冷卻,從而使其組(zu)織發生轉變(bian)的(de)熱處理工藝(yi)。經過淬火處理,能(neng)提高(gao)鋼的(de)硬(ying)度(du)和(he)耐磨性。由于(yu)鋼件的(de)工作條件不同,要(yao)求的(de)性能(neng)差別很(hen)大,因(yin)此,淬火后應進(jin)行(xing)適當的(de)回火,在(zai)不同的(de)回火溫(wen)度(du)下可(ke)獲(huo)得不同的(de)組(zu)織,從而使鋼件具備所(suo)要(yao)求的(de)力學性能(neng)。
②. 鋼的回(hui)火
鋼(gang)(gang)的(de)(de)回(hui)(hui)火是(shi)將淬火或正火后的(de)(de)鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)重新(xin)加熱到某一(yi)(yi)選定(ding)溫(wen)(wen)度(du),并保持一(yi)(yi)段(duan)時間,然(ran)后以(yi)適(shi)當的(de)(de)速(su)度(du)冷(leng)卻至室溫(wen)(wen)。回(hui)(hui)火的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)獲得(de)鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)需(xu)要的(de)(de)組織與性能(neng),穩定(ding)鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)的(de)(de)尺寸和(he)形態,消(xiao)除鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)的(de)(de)內應力。回(hui)(hui)火分低溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(150~200℃)、中溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(350~450℃)和(he)高溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火(500~650℃),各有其不同的(de)(de)目的(de)(de)和(he)適(shi)用(yong)范圍,尤(you)其是(shi)高溫(wen)(wen)回(hui)(hui)火,使鋼(gang)(gang)件(jian)(jian)具有一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)強度(du)和(he)硬度(du),又有較好的(de)(de)塑性和(he)韌性。
淬火(huo)和(he)高溫回火(huo)合在一(yi)起也稱為調質處理,主要用于(yu)重要的(de)結構零(ling)件,特別是在交變載荷下工作的(de)機械零(ling)件,如連(lian)桿(gan)、軸(zhou)類等。