文档介绍：金相组织和热处理
Ac1 线又叫做共析线,是指含碳量在 %~%的铁碳合金冷却到此线时, 在 727 度恒温下发生共析转变,即 %→%+Fe3C。
Ac3 是加热时铁素体转变为奥氏体的终了温度。钢的淬火是将钢加热到临界温度 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(过共析钢)以上某一温度,保温一段时间,使之全部或部分奥氏体化,然后以大于临界冷却速度的冷速快冷到 Ms(马氏转变温度)以下(或 Ms 附近等温)进行马氏体(或贝氏体) 转变的热处理工艺。通常也将铝合金、铜合金、钛合金、钢化玻璃等材料的固溶处理或带有快速冷却过程的热处理工艺称为淬火。工艺过程包括加热、保温、冷却 3 个阶段。回火是工件淬硬后加热到 AC1 以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。回火一般紧接着淬火进行,其目的是: (a)消除工件淬火时产生的残留应力,防止变形和开裂; (b)调整工件的硬度、强度、塑性和韧性,达到使用性能要求; (c)稳定组织与尺寸,保证精度; (d)改善和提高加工性能。因此,回火是工件获得所需性能的最后一道重要工序。按回火温度范围,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。(1)低温回火(1) 低温回火工件在 250℃以下进行的回火。目的是保持淬火工件高的硬度和耐磨性,降低淬火残留应力和脆性回火后得到回火马氏体,指淬火马氏体低温回火时得到的组织。力学性能:58~64HRC,高的硬度和耐磨性。应用范围:刃具、量具、模具、滚动轴承、渗碳及表面淬火的零件等。
(2)中温回火(2) 中温回火工件在 250~500 ℃之间进行的回火。目的是得到较高的弹性和屈服点,适当的韧性。 1 预先热处理回火后得到回火托氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着极其细小球状碳化物(或渗碳体)的复相组织。力学性能:35~50HRC,较高的弹性极限、屈服点和一定的韧性。应用范围:弹簧、锻模、冲击工具等。(3)高温回火(3) 高温回火工件在 500℃以上进行的回火。目的是得到强度、塑性和韧性都较好的综合力学性能。回火后得到回火索氏体,指马氏体回火时形成的铁素体基体内分布着细小球状碳化物(包括渗碳体)的复相组织。力学性能:200~350HBS(约 20-35HRC),较好的综合力学性能。应用范围:广泛用于各种较重要的受力结构件,如连杆、螺栓、齿轮及轴类零件等。工件淬火并高温回火的复合热处理工艺称为调质。调质不仅作最终热处理,也可作一些精密零件或感应淬火件预先热处理。正火是将工件加热到适当温度(Ac3 或 ACcm 以上 30~50℃) (见钢铁显微组织) , 保温后在空气中冷却的金属热处理工艺。正火主要用于钢铁工件。一般钢铁正火与退火相似, 但冷却速度稍大,组织较细。有些临界冷却速度(见淬火)很小的钢,在空气中冷却就可以使奥氏体转变为马氏体,这种处理不属于正火性质,而称为空冷淬火。与此相反,一些用临界冷却速度较大的钢制作的大截面工件, 即使在水中淬火也不能得到马氏体, 淬火的效果接近正火。钢正火后的硬度比退火高。正火时不必像退火那样使工件随炉冷却,占用炉子时间短,生产效率高,所以在生产中一般尽可能用正火代替退火。对于含碳量低于 5%的低碳钢,正火后达到的硬度适中,比退火更便于切削加工,一般均采用正火为切削加
工作准备。对含碳量为 ~%的中碳钢,正火后也可以满足切削加工的要求。对于用这类钢制作的轻载荷零件, 正火还可以作为最终热处理。高碳工具钢和轴承钢正火是为了消除组织中的网状碳化物,为球化退火作组织准备。 2 钢的热处理种类分为整体热处理和表面热处理两大类。常用的整体热处理有退火, 正火、淬火和回火;表面热处理可分为表面淬火与化学热处理两类。正火是将钢件加热到临界温度以上 30-50℃,保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快, 所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。大部分中、低碳钢的坯料一般都采用正火热处理。一般合金钢坯料常采用退火,若用正火,由于冷却速度较快,使其正火后硬度较高,不利于切削加工。
45 钢( 45 钢表示钢中平均碳的质量分数为 %)正火和调质后性能比较见下表所示。
45 钢(φ20mm~φ40mm)正火和调质后性能比较力学性热处理方法力学性能(抗拉强度) δs) σb/Mpa 700~80 0 750~85 0 δ×100 能(屈服强度力学性能(冲击功或冲击韧性) Ak/J HBS 163~22 0 210~25 0 索氏体+ 铁素体回火索氏体力学性能组织正火 15~20 40~6