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鋼鐵在高溫下會怎麼樣

發布時間:2021-02-16 19:40:18

① 600攝氏度高溫對鋼鐵的生銹有影響嗎

有很大影響,不僅腐蝕會加快,而且銹層成分也會改變。常溫下銹層為紅色,而此時的銹層為青黑色,比較緻密的層狀結構。

② 鋼鐵在高溫中極速降溫會怎樣

金屬硬而脆
實際上這種方法叫淬火,
你可以看看淬內火的容介紹http://ke..com/view/63818.htm

③ 高溫金屬快速冷卻會怎麼樣

這個問題是有關金屬材料製造學的,高溫金屬快速冷卻,最平常的說法就是淬火。

這個詞在工程領域叫做zhan huo,但是現在很多地方都讀 cuì huǒ 就連一些老師都這樣讀啊,實在是可悲啊,實際教學與工程實踐之間差距他打的表現啊,有的老師啊老師,都不知怎麼說了,尤其是那些打字軟體,更是惡心啊,一群知識缺乏者的玩意兒盡然連這個詞都打不出了啊,但是按照cui huo打時,卻能夠出來,可悲啊 。垃圾的軟體設計人,我為你可悲啊 。問題外的我們還是少說的好啊下面來說一些淬火的知識。

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上某一溫度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體化,然後以大於臨界冷卻速度的冷速快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。
通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。
淬火的目的是使過冷奧氏體進行馬氏體或貝氏體轉變,得到馬氏體或貝氏體組織,然後配合以不同溫度的回火,以大幅提高鋼的強度、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機械零件和工具的不同使用要求。也可以通過淬火滿足某些特種鋼材的的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化學性能。
淬火能使鋼強化的根本原因是相變,即奧氏體組織通過相變而成為馬氏體組織(或貝氏體組織)。
鋼淬火工藝最早的應用見於河北易縣燕下都遺址出土的戰國時代的鋼制兵器。
淬火工藝最早的史料記載見於《漢書.王褒傳》中的「清水焠其峰」。
「淬火」在專業文獻上,人們寫的是「淬火」,而讀起來又稱「蘸火」。「蘸火」已成為專業口頭交流的慣用詞,但文獻中又看不到它的存在。也就是說,淬火是標准詞,人們不讀它,「蘸火」是常用詞,人們卻不寫它,這是我國文字中不多見的現象。
淬火是「蘸火」的正詞,淬火的古詞為蔯火,本義是滅火,引申義是「將高溫的物體急速冷卻的工藝」。「蘸火」是冷僻詞,屬於現代詞,是文字改革後出現的產物,「蘸」字本義與淬火無關。「蘸火」本詞為「湛火」,「湛」字讀音同「蘸」,而其字形又與水、火有關,符合「水與火合為蔯」之意,字義與「淬火」相通。「湛火」為本詞,「蘸火」則為假借詞。
淬火
quenching
將金屬工件加熱到某一適當溫度並保持一段時間,隨即浸入淬冷介質中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性,因而廣泛用於各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件(如齒輪、軋輥、滲碳零件等)。通過淬火與不同溫度的回火配合,可以大幅度提高金屬的強度、韌性及疲勞強度,並可獲得這些性能之間的配合(綜合機械性能)以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學性能,如淬火使永磁鋼增強其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用於鋼件。常用的鋼在加熱到臨界溫度以上時,原有在室溫下的組織將全部或大部轉變為奧氏體。隨後將鋼浸入水或油中快速冷卻,奧氏體即轉變為馬氏體。與鋼中其他組織相比,馬氏體硬度最高。鋼淬火的目的就是為了使它的組織全部或大部轉變為馬氏體,獲得高硬度,然後在適當溫度下回火,使工件具有預期的性能。淬火時的快速冷卻會使工件內部產生內應力,當其大到一定程度時工件便會發生扭曲變形甚至開裂。為此必須選擇合適的冷卻方法。根據冷卻方法,淬火工藝分為單液淬火、雙介質淬火、馬氏體分級淬火和貝氏體等溫淬火4類。
淬火效果的重要因素,淬火工件硬度要求和檢測方法:
淬火工件的硬度影響了淬火的效果。淬火工件一般採用洛氏硬度計,測試HRC硬度。淬火的薄硬鋼板和表面淬火工件可測試HRA的硬度。厚度小於0.8mm的淬火鋼板、淺層表面淬火工件和直徑小於5mm的淬火鋼棒,可改用表面洛氏硬度計,測試HRN硬度。
在焊接中碳鋼和某些合金鋼時,熱影響區中可能發生淬火現象而變硬,易形成冷裂紋,這是在焊接過程中要設法防止的。
由於淬火後金屬硬而脆,產生的表面殘余應力會造成冷裂紋,回火可作為在不影響硬度的基礎上,消除冷裂紋的手段之一。
淬火對厚度、直徑較小的零件使用比較合適,對於過大的零件,淬火深度不夠,滲碳也存在同樣問題,此時應考慮在鋼材中加入鉻等合金來增加強度。
淬火是鋼鐵材料強化的基本手段之一。鋼中馬氏體是鐵基固溶體組織中最硬的相(表1),故鋼件淬火可以獲得高硬度、高強度。但是,馬氏體的脆性很大,加之淬火後鋼件內部有較大的淬火內應力,因而不宜直接應用,必須進行回火。
表1鋼中鐵基固溶體的顯微硬度值
淬火工藝在現代機械製造工業得到廣泛的應用。機械中重要零件,尤其在汽車、飛機、火箭中應用的鋼件幾乎都經過淬火處理。為滿足各種零件干差萬別的技術要求,發展了各種淬火工藝。如,按接受處理的部位,有整體、局部淬火和表面淬火;按加熱時相變是否完全,有完全淬火和不完全淬火(對於亞共析鋼,該法又稱亞臨界淬火);按冷卻時相變的內容,有分級淬火,等溫淬火和欠速淬火等。
工藝過程 包括加熱、保溫、冷卻3個階段。下面以鋼的淬火為例,介紹上述三個階段工藝參數選擇的原則。
加熱溫度 以鋼的相變臨界點為依據,加熱時要形成細小、均勻奧氏體晶粒,淬火後獲得細小馬氏體組織。碳素鋼的淬火加熱溫度范圍如圖1所示。由本圖示出的淬火溫度選擇原則也適用於大多數合金鋼,尤其低合金鋼。亞共析鋼加熱溫度為Ac3溫度以上30~50℃。從圖上看,高溫下鋼的狀態處在單相奧氏體(A)區內,故稱為完全淬火。如亞共析鋼加熱溫度高於Ac1、低於Ac3溫度,則高溫下部分先共析鐵素體未完全轉變成奧氏體,即為不完全(或亞臨界)淬火。過共析鋼淬火溫度為Ac1溫度以上30~50℃,這溫度范圍處於奧氏體與滲碳體(A+C)雙相區。因而過共析鋼的正常的淬火仍屬不完全淬火,淬火後得到馬氏體基體上分布滲碳體的組織。這-組織狀態具有高硬度和高耐磨性。對於過共析鋼,若加熱溫度過高,先共析滲碳體溶解過多,甚至完全溶解,則奧氏體晶粒將發生長大,奧氏體碳含量也增加。淬火後,粗大馬氏體組織使鋼件淬火態微區內應力增加,微裂紋增多,零件的變形和開裂傾向增加;由於奧氏體碳濃度高,馬氏體點下降,殘留奧氏體量增加,使工件的硬度和耐磨性降低。常用鋼種淬火的溫度參見表2。
表2常用鋼種淬火的加熱溫度
實際生產中,加熱溫度的選擇要根據具體情況加以調整。如亞共析鋼中碳含量為下限,當裝爐量較多,欲增加零件淬硬層深度等時可選用溫度上限;若工件形狀復雜,變形要求嚴格等要採用溫度下限。
保溫時間 由設備加熱方式、零件尺寸、鋼的成分、裝爐量和設備功率等多種因素確定。對整體淬火而言,保溫的目的是使工件內部溫度均勻趨於一致。對各類淬火,其保溫時間最終取決於在要求淬火的區域獲得良好的淬火加熱組織。
加熱與保溫是影響淬火質量的重要環節,奧氏體化獲得的組織狀態直接影響淬火後的性能。-般鋼件奧氏體晶粒控制在5~8級。
冷卻方法 要使鋼中高溫相——奧氏體在冷卻過程中轉變成低溫亞穩相——馬氏體,冷卻速度必須大於鋼的臨界冷卻速度。工件在冷卻過程中,表面與心部的冷卻速度有-定差異,如果這種差異足夠大,則可能造成大於臨界冷卻速度部分轉變成馬氏體,而小於臨界冷卻速度的心部不能轉變成馬氏體的情況。為保證整個截面上都轉變為馬氏體需要選用冷卻能力足夠強的淬火介質,以保證工件心部有足夠高的冷卻速度。但是冷卻速度大,工件內部由於熱脹冷縮不均勻造成內應力,可能使工件變形或開裂。因而要考慮上述兩種矛盾因素,合理選擇淬火介質和冷卻方式。
冷卻階段不僅零件獲得合理的組織,達到所需要的性能,而且要保持零件的尺寸和形狀精度,是淬火工藝過程的關鍵環節。
分類 可按冷卻方式分為單液淬火、雙液淬火、分級淬火和等溫淬火等。冷卻方式的選擇要根據鋼種、零件形狀和技術要求諸因素。
單液淬火 將工件加熱後使用單一介質冷卻,最常使用的有水和油兩種,其變、溫曲線如圖2中的曲線1。為防止工件過大的變形和開裂,工件不宜在介質中冷至室溫,可在200~300℃出水或油,在空氣中冷卻。單液淬火操作簡單易行,廣泛用於形狀簡單的工件。有時將工件加熱後,先在空氣中停留-段時間,再淬入淬火介質中,以減少淬冷過程中工件內部的溫差,降低工件變形與開裂的傾向,稱為預冷淬火。
圖2 各種淬火冷卻的變溫曲線示意圖 曲線1-單液淬火;曲線2-雙液淬火; 曲線3-分級淬火;曲線4-等溫淬火
雙液淬火 工件加熱後,先淬入水或其他冷卻能力強的介質中冷卻至400℃左右,迅速轉入油或其他冷卻能力較弱的介質中冷卻。變溫曲線如圖2中曲線2。所謂「水淬油冷」法使用得相當普遍。先淬入冷卻能力強的介質,工件快速冷卻可避免鋼中奧氏體分解。低溫段轉入冷卻能力較弱的介質可有效減少工件的內應力,降低工件變形和開裂傾向。本工藝的關鍵是如何控制在水中停留的時間。根據經驗,按工件厚度計算在水中停留的時間,系數為O.2~O.3s/mm,碳素鋼取上限,合金鋼取下限。這種工藝適用於碳素鋼製造的中型零件(直徑10~40mm)和低合金鋼製造的較大型零件。
分級淬火 工件加熱後,淬入溫度處於馬氏體點(ms)附近的介質(可用熔融硝鹽、鹼或熱油)中,停留一段時間,然後取出空冷。變溫曲線如圖2中曲線3。分級溫度應選擇在該鋼種過冷奧氏體的穩定區域,以保證分級停留過程中不發生相變。對於具有中間穩定區(「兩個鼻子」)型TTT曲線的某些高合金鋼,分級溫度也可選在中溫(400~600℃)區。分級的目的是使工件內部溫度趨於一致,減少在後續冷卻過程中的內應力及變形和開裂傾向。此工藝適用於形狀復雜,變形要求嚴格的合金鋼件。高速鋼製造的工具淬火多用此工藝。
等溫淬火 工件加熱後,淬入溫度處於該鋼種下貝氏體(B下)轉變范圍的介質中,保溫使之完成下貝氏體轉變,然後取出空冷,變溫曲線如圖2中的曲線4。等溫溫度對下貝氏體性能影響較大,溫度控制要求嚴格。常用鋼種的等溫溫度和時間列於表3。等溫淬火工藝特別適用於要求變形小、形狀復雜,尤其同時還要求較高強韌性的零件。
表3 中國常用鋼種的等溫溫度和等溫時間
與淬火相關的還有就是回火,退火,正火。他們與淬火之間的差別就是淬火的冷卻速度比他們都快,具體的可以查閱與上面幾種熱處理相關的資料

④ 為什麼鋼鐵在高溫會融化變成水

因為高溫的時候鋼鐵內部的分子受熱變得很活躍,當溫度很高的時候就離散成液體,或者氣體

⑤ 鋼鐵材料在常溫及高溫下,其力學性能有何不同

高溫,韌性硬度都下降,也就是變得軟了。大炮的炮筒用鎢鋼造就是要提升對高溫的耐受性。

⑥ 鋼材在高溫下的力學性能如何

如有耐低溫要求45號鋼不耐低溫,沒有耐低溫性能要求,一般是常溫下的力學性能

⑦ 高溫下普通鋼鐵在空氣中會發生化學腐蝕,為什麼許多高溫反應器依然採用鋼鐵材料

鋼鐵材料經過處理,可以在表面形成緻密的氧化層,一般稱鈍化,磷化,發黑,可以阻止裡面的鐵進一步與氧反應。

⑧ 耐熱鋼在高溫情況下會發生哪些組織變化

1.碳化物的球化。高溫下珠光體的碳化物由片狀變為球狀,轉變後,鋼的蠕變內強度下降。
2.石墨化容。高溫作用下,耐熱鋼組織中的滲碳體易分解為鐵和石墨。
3.固溶體中合金元素的貧化。高溫下,耐熱鋼的原子擴散能力增加,導致合金元素的固溶體和碳化物之間的重新分配。
蠕變也是因為長期在高溫環境下工作產生的。

⑨ 長期在高溫條件下工作的鋼材,會產生哪些組織劣化

在室溫條件下,鋼材的金相組織一般都相當穩定。但是,在高溫條件下,金屬原子的擴散活動能力增大,鋼材的組織結構將不斷發生變化。因而導致鋼材的性能發生變化。溫度愈高,原子的擴散能力愈強,在高溫下使用的時間愈長,原子擴散得愈多,鋼材的組織結構變化也就愈大。 長期在高溫條件下工作的鋼材,產生危害性的組織變化主要有:珠光體球化、石墨化及固溶體中合金元素的貧化。 常用的各種碳鋼及低合金鋼大都是珠光體鋼。這種鋼的正常組織由珠光體與鐵素體組成。其中,珠光體又是由鐵素體和滲碳體呈薄片狀相互間夾而成,即片狀珠光體。片狀珠光體是一種不穩定的組織,當溫度較高時,原子的活動能力增強,擴散速度增加,珠光體中的片狀滲碳體逐漸轉變成球狀,再逐漸聚集成大球團,這種現象稱為珠光體球化。珠光體球化會降低材料的室溫強度,在中度球化的情況下,將使低碳鋼和低碳鉬鋼的強度降低10-15,當嚴重球化時,強度降低約20-30。另外,珠光體球化還會使材料的蠕變極限和持久強度明顯降低,加速高溫承壓部件在使用過程中的蠕變速度,減少工作壽命,導致鋼材在高溫和應力作用下的加速破壞。 石墨化主要發生在低碳鋼和含鉬量0。5的低碳合金鋼上。在高溫和應力的長期作用下,這種鋼的組織中的滲碳體,自行分解為鐵和石墨,這個過程稱為石墨化。開始時,石墨以微細的點狀出現在金屬內部,以後,逐漸聚集為愈來愈粗的顆粒。石墨的強度極低,石墨化使金屬材料的常溫及高溫強度下降,沖擊韌性下降更大。如果石墨成鏈狀出現,則非常危險。 長期在高溫和應力條件下工作的鋼材,由於高溫使合金元素原子的擴散能力增加,會導致合金元素在固溶體和碳化物相之間發生轉移過程。那些對固溶體起強化作用的合金元素,如鉻、鉬、錳等,會不斷地脫溶,而碳化物相中的合金元素會逐漸增多,即合金元素由固溶體向碳化物轉移,出現固溶體中合金元素的貧化現象。合金元素轉移的結果,使材料的高溫強度(蠕變極限和持久強度)下降。

⑩ 金屬在高溫加熱後迅速冷卻會發生什麼為什麼

金屬在高溫加熱後迅速冷卻可分兩類,一類是黑色金屬,即鋼鐵之類,版通過高溫加熱權後迅速冷卻俗稱淬火,可改變金屬晶體組織結構,以達到達不同的硬度要求,這類金屬淬火後硬度都可提高很多,另一類就是有色金屬高溫加熱後冷卻稱為固容,也是通過這種處理來改變內部晶體組織結構,以達到使用或者是後加工序的要求的。一般有色金屬高溫加熱後迅速冷卻會變軟,不象黑色金屬,是剛好相反的。常見有銅、不透鋼、鋁之類。熱處理是一門比較復雜的學問,在這里只簡單說下,希望你明白。

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