形变强化热处理工艺和应用技术.doc

形变强化热处理工艺和应用技术 摘要:近几十年来，形变热处理工艺得到了进一步的发展。本文简单的介绍了形变热处理的发展历史 ，同时对这种工艺的特点、分类、理论研究成果做了进一步阐述，并对这种工艺在社会生产中的进行了概括 关 键 词:形变;热处理 奥氏体 应用 1 引言： 所谓形变热处理就是将形变强化与相变强化有效结合起来使金属材料强韧化的方法,也就是将热加工成型工艺与热处理工艺结合起来的一种新工艺。 自从1954年LIPs等人发现形变热处理的强韧化效果之后,形变热处理就受到人们的重视 在五十年代,人们对于材料的认识主耍是根据传统设计的观点,认为材料强度愈高愈好,因而当时形变热处理的主要研究工作集中在强化效果最显著的亚稳奥氏体区形变,即低温形变热处理,又称奥氏体成型法。 七十年代以后,形变热处理又得到了迅速的发展。由于断裂力学的发展,人们认识到对于结构材料来说,虽然希望它具有高强度,但又必须具有足钩的韧性,这就是说耍从强韧性的观点来评定材料,所以苏联、美国日本等国家的形变热处理研究者转而研究强韧化效果较佳的高温形变热处理。高温形变热处理实质上是普通轧制和热加工变形的延伸,在美国和苏联均进行了大量的研究工作,尤其是近十年来对高温形变热处理中的一些理论问题进行了较深入的研究,一些生产线相继投入生产,收到了明显的经济效果。 2、形变热处理的种类[2] 形变热处理工艺方法按照形变温度及相变方式和其它的不同,种类较多。按照相变方式 的不同,分形变在形变前进行和形变在相变中进行及形变在相变后进行的形变热处理;按照 形变温度的不同,分为高温形变热处理和低温形变热处理;另外还有其它的形变热处理。高 温形变热处理与低温形变热处理的主要不同点就是形变温度。形变在Ac,以下而高于Ms的 某一温度称为低温形变热处理;在Ac,以上变形则称为高温形变热处理。 现将其种类归纳如下: 1、高温形变淬火:包括“锻热淬火”和“轧热淬火”,分别利用锻造余热和轧制余热直接淬火,可提高零件的强度并改善其塑性韧性等,主要用于调质的各种零件以及锻造和建 筑用钢材。 2、高温形变正火:在锻(轧)时适当降低终锻(轧)温度,然后空冷,可提高钢材的韧性,适用于以微量元素(V、Nb、Ti等)强化的建筑及结构钢材以及大型形状复杂的锻件。 3、高温形变等温淬火:利用锻(轧)余热进行珠光体区域或贝氏体区域的等温淬火,可以使零件获得高强度与高塑性的良好配合,适用于中、高碳钢丝等的生产。 4、亚温形变淬火:在临界温度区域(Ac3Ac,之间)进行形变,然后淬火,能够改善合金结构钢的冷脆性能,降低冷脆温度,适于在寒冷地区工作的结构件。 5、低温形变淬火:将钢材加热至奥氏体区域,然后急冷至最大转变孕育期(500一600℃)之间形变,然后淬火,可在保证塑性的条件下,大大提高零件的强度及耐磨性,适于要求强度很高的合金钢零件。 6、低温形变等温淬火:将钢材加热至奥氏体区域后,急冷至最大转变孕育期形变,然后在贝氏体区域等温淬火,可得到较高的强度和塑性,适于热作模具等。 7、等温形变淬火:在等温淬火中于奥氏体发生分解的过程中形变,可在提高强度的同时,得到很高的冲击韧性,适于通常进行等温淬火的小型零件. 8、连续冷却形变处理:在奥氏体连续冷却转变中形变,可得到强度及塑性的良好配合,适于小型轴类、齿轮等零件。 9、诱发马氏体的室温(或零下)形变:对室温下稳定的奥氏体钢进行室温(或零下)轧制形变,然后时效,可在保证塑性的条件下提高零件的强度,主要用于各种奥氏体不锈钢的强化等. 10、过饱和固溶体形变时效:在合金固溶处理之后进行室温或较高温度下形变,然后时效,能提高室温强度,适用于时效强化型铝合金奥氏体双相耐热钢及镍基高温合金,如各种飞行器及发动机零件。 11、珠光体温形变:将退火钢加热至700~75。℃形变,然后慢速冷却至600℃左右出炉,是一种快速球化工艺,主要适用于球化处理的零件等。 12、珠光体冷形变:对珠光体型组织进行室温下的形变,可将片状珠光体型组织细化而强化,常用于钢丝生产,如“铅淬拨丝”. 13、马氏体形变时效:对马氏体(或回火马氏体、贝氏体)进行室温形变,然后进行200℃左右的时效,可获得很高的强度,适用于制造超高强度的中、小零件. 14、利用强化效果遗传性的形变热处理:用高温形变淬火或低温形变淬火使毛坯强化,然后进行中间软化回火以便切削,最后进行二次淬火及低温回火,使原来形变淬火的强化效果得以再现,可适于形状复杂、切削量大的高强度零件. 15、预先形变热处理:将钢材在室温形变强化,然后中间软化回火,便于切削,最后快速加热淬火、低温回火,效果及应用同利用强化效果遗传性形变热处理。 16、多边化强化:将钢材在室温或较高温度下形变,然后在低于再结晶温度下加热一段时间,使金属产生多边