常用钢材热处理方法和目.pdf

常用钢材热处理方法及目的 一. 淬火 将钢件加热到临界温度以上 40~60℃，保温一定时间，急剧冷却的热处理方法， 称为淬火。常用急剧冷却的介质有油、水和盐水溶液。淬火的加温温度、冷却介质的热 处理规范，见表常用钢的热处理规范. 淬火的目的是： 使钢件获得高的硬度和耐磨性，通过淬火钢件的硬度一般可达 HRC60~65，但淬火后钢件内部产生了内应力，使钢件变脆，因此，要经过回火处理 加以消除。钢件的淬火处理，在机械制造过程中应用比较普遍，它常用的方法有： 1．单液淬火： 将钢件加热到淬火温度，经保温一定时间后，在一种冷却液中冷却，这种热处理方法， 称为单液淬火。它适用于形状简单、技术要求不高的碳钢或合金钢，工件直径或厚度大 于 5~8mm 的碳素钢，选用盐水或水中冷却；合金钢选用油冷却。 在单液淬火中，水冷容易发生变形和裂纹；油冷容易产生硬度不够或不均的现象。 2．双液淬火： 将钢件加热到淬火温度，经保温后，先在水中快速冷却至 300~400℃，在移入油中冷 却，这种处理方法，称为双液淬火。形状复杂的钢件，常采用此方法。它既能保证钢件 的硬度，又能防止变形和裂纹。缺点是操作难度大，不易掌握。 3．火焰表面淬火： 用乙炔和氧气混合燃烧的火焰喷射到工件表面，并使其加热到淬火温度，然后立即用水 向工件表面喷射，这种处理方法，称为火焰表面淬火。它适用于单件生产、要求表面或 局部表面硬度高和耐磨的钢件，缺点是操作难度大。 4．表面感应淬火： 将钢件放人感应器内，在中频或高频交流电的作用下产生交变磁场，钢件在磁场作用下 产生了同频率的感应电流，使钢件表面迅速加热(2-10s)至淬火温度，立即把水喷射到 钢件表面。这种热处理方法，称为表面感应淬火。经表面感应淬火的零件，表面硬而耐 磨，而内部有较好的强度和韧性。这种方法适用于中碳钢和中等含碳量的合金钢件。 表面感应淬火根据所采用的电流频率的不同，可分为高频、中频和工频淬火三种。高频 淬火电流频率为 100~150kHz，淬硬层深 1~3mm，它适用于齿轮、花键轴、活塞和 其它小型零件的淬火；中频淬火电流频率为 500~10000Hz，淬硬层深 3—10mm，它 适用于曲轴、钢轨、机床导轨、直径较大的轴类和齿轮等；工频淬火电流频率为 50Hz， 淬硬层一般大于 10mm，适用于直径在 300mm 以上的大型零件的淬火，如冷轧辊等。 二. 回火 将淬火后的钢件加热到临界温度以下某一温度性，保温一段时间，然后在空气中或油中 冷却的过程，称为回火。 回火的目的是： 消除钢件淬火时所产生的内应力，使钢件组织趋于稳定；降低淬火中的脆性，增加塑性 和韧性。回火是继淬火后进行的热处理工序，也是热处理的最终工序，它对产品最终所 需要得到的性能和组织起着决定性的影响。 钢淬火后，硬度和强度虽有很大的提高，但塑性、韧性却有明显的降低，这就是淬火脆 性。 为了取得回火后所要求的机械性能，选择好回火温度是很重要的。根据回火温度的不同， 回火可分为低温、中温和高温回火三种。 1．低温回火： 将淬火后的钢件加热到 150~29℃，并保温一定时间，然后在空气中冷却，称为低温回 火。 目的在于保持钢件淬火后所得到的高硬度和耐磨性的条件下，降低淬火脆性和内应力。 低温回火适用于各种刃具、量具和模具等的处理。 2．中温回火： 将淬火后的钢件加热到 350~450℃，经保温一段时间，随炉冷却下来。这种处理方法， 称中温回火。它的目的是为了使钢件保持一定硬度，从而得到较高的弹性。中温回火适 用于弹簧、锻模的处理。 3．高温回火： 将淬火后的钢件加热到 500~650℃，经保温后冷却下来，称为高温回火。 它的目的是完全消除淬火内应力，使工件得到高强度和高韧性。 高温回火主要用于要求强度、韧性高的重要结构零件，如传动主轴、曲轴、凸轮、齿轮 等。 三. 退火 将钢件加热到临界温度以上 40~60℃，在此温度下停留一段时间(保温)，然后缓慢冷却， 这种热处理方法称为退火。 碳钢的临界温度是随含碳量多少而变化，一般是 750~800℃，有些合金钢是在 800~900℃之间。 退火的目的是：降低硬度、提高塑性、改进切削性能、消除内应力，如消除锻压、铸造 的内应力，防止加工后的变形、细化晶粒、均匀组织、改进机械性能。上面指出的退火 目的，不是所有钢材都能达到的，而只能满足一个或几个目的。 四.正火 将钢件