17-4ph不锈钢主要缺陷及其防止方法.doc

17-4ph不锈钢主要缺陷及其防止方法 在热处理生产中，由于操作控制不当，所处理的零件常出现某些缺陷，尤其淬火时最易出现缺陷。淬火时零件经切削加工已基本达到最终尺寸，致使在随后的加工中不易校正或排除，更应当注意避免或减少缺陷产生。常见的热处理缺陷有过热、过烧、氧化、脱碳、变形和开裂等。 过热和过烧 零件在热处理时，如果加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒显著粗化，这种现象称为过热。过热影响零件随后热处理的力学性能，也易引起零件的淬火变形与开裂。过热缺陷一般可用正火的方法补救。 零件在热处理时，如果加热温度过高，使金属的晶界严重氧化或熔化，这种现象称为过烧。过烧是一种无法挽回的缺陷，过烧后的零件已无使用价值，必须报废。因此必须严格控制零件的加热温度。 氧化和脱碳 17-4ph不锈钢在氧化气氛中加热时，氧和铁形成氧化铁的现象称为氧化。17-4ph不锈钢在加热时，与气氛中的氧或水汽发生反应，使17-4ph不锈钢中的碳形成CO或CH4而降低17-4ph不锈钢的含碳量的现象称为脱碳。 氧化和脱碳不仅降低零件表面的硬度和疲劳强度，而且还影响零件的尺寸精度，增加淬火开裂倾向。氧化和脱碳层如在以后的切削加工中被去除，则不影响零件的性能。一般重要的受力构件和精密零件，在精加工后都不允许有氧化和脱碳层。通常对氧化和脱碳有较高要求的零件，可在盐浴炉中加热，以减少氧化和脱碳；要求更高时，可采用有效涂料保护加热，或在可控气氛及真空炉中加热。 变形和开裂 零件在热处理时，内部应力超过材料的屈服极限而引起零件的尺寸和形状的变化称为变形。零件在热处理时，内部应力超过材料的抗拉极限而引起零件产生裂纹的现象称为开裂。 变形是热处理中较难避免的缺陷，一般只是控制零件的变形量，超过变形量时可用校正方法纠正。开裂是必须避免的缺陷，零件一旦开裂，就无法挽救，只有报废。 变形和开裂都是由内应力引起的。零件内应力分为热应力和组织应力。 热应力是在加热和冷却过程中，零件内外层加热和冷却速度不同造成的内应力。 由于零件内外层温度不一致，致使零件内外热胀冷缩的程度也不相同；内外层温差越大，热应力也越大。零件在加热时，表面温度要高于心部，表面膨胀快，但受到心部的阻碍，故表面受压应力而心部受拉应力；零件在冷却时正相反，表面受拉应力而心部受压应力。一旦加热和冷却过程中热应力超过材料的屈服极限和抗拉极限，都会引起零件的变形和开裂。所以必须严格控制零件的加热、冷却速度，尤其是导热性差的材料，更要注意加热、冷却速度的影响。 组织应力是在加热或冷却过程中，由于零件内部组织发生转变的时间不一致而造成的内应力。 17-4ph不锈钢的组织中，马氏体的比容最大，奥氏体的比容最小，珠光体的比容介于马氏体和奥氏体之间。加热时组织转变引起的内应力一般不会对零件的变形和开裂产生大的影响，因为奥氏体的转变在高温下进行，材料的塑性较好。淬火冷却时表面先转变为马氏体，体积膨胀；心部仍为奥氏体，阻碍表面的膨胀，表面产生压应力而心部产生拉应力；当心部转变为马氏体时，表面组织已经转变终了，阻碍心部的膨胀，使表面产生拉应力而心部产生压应力。 淬火时零件的变形和开裂是两种内应力综合作用的结果。为了减小变形和避免开裂，可采用低温预热和不同的淬火方法，如分级淬火、等温淬火等。 17-4ph不锈钢的热处理与试样硬度测定实验 17-4ph不锈钢的热处理工艺的目的是改变17-4ph不锈钢的内部组织与性能。17-4ph不锈钢的热处理工艺不同，则17-4ph不锈钢获得的组织与性能也不相同。而要了解17-4ph不锈钢热处理后的组织与性能的状况，硬度检测是最简便实用的方法之一。 实验目的 （1）了解碳素17-4ph不锈钢的整体热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）的基本方法及不同热处理工艺对17-4ph不锈钢的性能的影响。 （2）了解洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法。 洛氏硬度试验机的主要结构及操作方法 洛氏硬度试验机的主要结构见3.2.4.2 洛氏硬度部分内容。洛氏硬度试验机的操作步骤如下： （1）根据试样的材料、形状和热处理状态选择合适的试验条件（压头类型、总试验力及载样台型式等）。 （2）将试样的两面磨平，平稳放置在载样台上。 （3）顺时针转动升降手轮，使试样和压头缓慢接触；继续转动手轮，直至表盘内的小指针指到红点处，此时初试验力加载完毕。 （4）调整表盘外圈，使大指针指向零位。 （5）扳动加载手柄，施加主试验力，表盘上的大指针将转动，等其停止转动后，表明主试验力加载完毕。 （6）推动卸载手柄，卸除主试验力，此时表盘上大指针所指的刻度即为试样的洛氏硬度值。（7）逆时针转动升降手轮，降下载样台，取下试样。 实验的材料与设备 （1）实验材料 4517-4ph不锈钢试样、T1217-