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为什么高碳钢淬火前要进行球化退火

发布时间:2022-06-16 08:38:09

钢材的退火、正火、淬火、回火的目的是什么呢!各种热处理加热温度范围和冷却方法如何让选择

钢材各种热处理的目的为:
退火的目的:主要是降低金属材料的硬度,提高塑性,以利切削加工或压力加工,减少残余应力,提高组织和成分的均匀化,或为后道热处理作好组织准备等;
正火的目的:主要是提高低碳钢的力学性能,改善切削加工性,细化晶粒,消除组织缺陷,为后道热处理作好组织准备等;
淬火的目的:使钢件获得所需的马氏体组织,提高工件的硬度,强度和耐磨性,为后道热处理作好组织准备等;
回火的目的:主要是消除钢件在淬火时所产生的应力,使钢件具有高的硬度和耐磨性外,并具有所需要的塑性和韧性等。

各种热处理加热温度范围
退火的合理的退火温度从55℃到70℃。退火温度一般设定比引物的 Tm低5℃。
正火是将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度,一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。

淬火的温度通常亚共析钢的淬火温度为Ac3以上30~50度;共析钢或过共析钢的淬火温度为Ac1以上30~50度。
回火分为低温回火,中温回火和高温回火;低温回火是在150~250℃进行的回火;中温回火工件在350~500 ℃之间进行的回;高温回火工件在500~650℃以上进行的回火。

钢厂热处理的冷却方式:
退火:在炉内以较快的速度冷却到过冷奥氏体较不稳定的温度下等温停留,直至到结束后出炉冷却,所需的工艺时间比较短,而且能获得在同一温度下转变的均一组织。
正火:在空气中冷却,其冷却速度比退火快。正火后铁素体量减少,共栖体变细,低合金钢正火后,常常出现混合组织。
淬火:先用较快的速度冷却,然后等温停留在奥氏体高温分解完成,是低合金钢得到俊逸的和硬度适度的预备组织,改善切削性能。
回火:回火通常使用空冷和水冷两种方法;空冷速度慢,可以减小组织的偏析,使组织更稳定,是最常用的方法;水冷多用于45#和40Cr的调质回火,以获得回火索氏体。

② 退火为什么能降低高碳钢的硬度

钢在加热形成了奥氏体,根据目的的不同,自高温缓慢地或快速地冷却A1以下的温度版,使之发生转变。奥氏体在权A1以下不同的温度转变时,其转变产物是不相同的,性能也有很大的差异。
缓慢的冷却得到是一层渗碳体一层铁素体的混合物——珠光体;而快速冷却得到的是马氏体,而奥氏体是没有硬度的,而马氏体是有硬度的。热处理的淬火得到的就是马氏体组织。

③ 球化退火、淬火及低温回火的目的什么

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。淬火的目的是使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变,得到马氏体或贝氏体组织,然后配合以不同温度的回火,以大幅提高钢的强度、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等,从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。也可以通过淬火满足某些特种钢材的的铁磁性、耐蚀性等特殊的物理、化学性能。
退火
:将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却,有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种,如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火,以及稳定化退火、磁场退火等等。
回火又称配火。将经过淬火的工件重新加热到低于下临界温度的适当温度,保温一段时间后在空气或水、油等介质中冷却的金属热处理。或将淬火后的合金工件加热到适当温度,保温若干时间,然后缓慢或快速冷却。目的:一般用以减低或消除淬火钢件中的内应力,或降低其硬度和强度,以提高其延性或韧性。根据不同的要求可采用低温回火、中温回火或高温回火。通常随着回火温度的升高,硬度和强度降低,延性或韧性逐渐增高。

④ 高温回火和球化退火得到都是球化珠光体组织,他们又什么不同呢

1.对象不同:高温回火一般针对低中碳钢调质,作为热处理最后一道工序;球化退火一般针对高碳钢热处理中间工序,得到低硬度的球化组织便于后续机加工
2.工艺不同:高温回火是对淬火马氏体的一种处理方式,其中的粒状渗碳体经薄片的ε-碳化物到渗碳体转变,再聚集长大而来。其中的碳化物是小粒状;球化退火是一个加热后降温或者保温的过程,处理方式是加热到稍高A1温度,再缓慢降温或者在AR1温度附近保温,由于加热是有未溶的碳化物作为非均匀形核的质点,它的碳化物长大更容易,加上含碳量的差异,比起高温回火,碳化物一般更大,成粗化的球状

⑤ 九铬硅丝锥球化退火对淬火有何作用

9SiCr是一种优良的工模具钢材料,它具有良好的淬透性和回火稳定性,经淬火+低温回火就能获得较高的强度和硬度。由于这种材料为高碳钢,其原始组织中的碳化物形态和分布对材料最终处理后的使用寿命有很大影响,因此通常要对材料进行等温球化退火预处理来改善组织性能、降低硬度并消除残余内应力,为后续的热加工处理作准备。对于等温球化退火来说,影响最终球化效果的因素很多,本次研究主要是探讨加热温度对球化组织的影响。
所用的材料为9SiCr钢φ20mm锻制棒材,其化学成分(质量分数,%)为:0.861C,1.449Si,0.460Mn,1.111Cr,0.015P,0.009S。
等温球化退火工艺通常是先将材料加热至Ac1以上20~30℃保温一定时间,然后降至Ar1以下20~30℃进行等温,保温一定时间后随炉冷却到一定温度再出炉空冷。根据文献得知9SiCr材料的Ac1=770℃,Ar1=730℃。在等温温度的选取上,由于太低的等温温度会影响碳在奥氏体中的扩散,对球化效果造成不利影响。同时文献的研究表明,在Ac1以下随着等温温度的降低,即使材料先前已经达到了球化转变所需的奥氏体效果,等温结束后也会出现大量的片状珠光体。而且文献通过对GCr15进行不同等温温度的试验,也证明了较高的等温温度是形成良好的球化组织的重要保证。因此采取在710℃进行等温。在此基础上,制定的等温退火工艺见表1。
表1 不同加热温度的退火工艺

工艺编号 加热温度/℃ 等温温度/℃
工艺a 770 710 炉冷至500℃
工艺b 790 710 出炉空冷
工艺c 810 710

对材料分别采用上述工艺进行处理,然后对材料进行显微组织分析,观察组织形态及分布情况,并对各组工艺进行硬度测试。
结果表明:(1)对于高碳钢,在最终热处理之前通常都要进行球化退火预处理,以改善原始组织的形态和分布,球状珠光体对材料最终性能的提高能起到很大的作用。(2)加热温度对最终的球化效果有很大影响,过高或过低的加热温度都不利于球化组织的形成,因此控制合理的加热温度对球化退火工艺很关键。(3)对于9SiCr材料,其加热温度以790℃为宜,在此温度下处理后材料的珠光体颗粒细小,分布均匀,没有偏聚现象,同时也没有片状珠光体存在,硬度值最低,该工艺达到最佳的等温球化退火效果。

⑥ 1. 为什么中、低碳钢的预先热处理多采用正火,而高碳钢多采用球化退火

目的为了便于加工。
低碳钢硬度低,软,加工起来效率低;高碳钢硬度高,同样难于加工,退火后硬度降低。粗加工之后根据性能要求分别采取相应的热处理工艺。

⑦ 球化退火热处理有哪些应用

球复化退火主要适用于共析制钢和过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形和开裂。而经球化退火得到的是球状珠光体组织,其中的渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上,和片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形和开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷镦等)的亚共析钢有时也可采用球化退火。
球化退火加热温度为Ac1+(20~40)℃或Acm-(20~30)℃,保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化是“不完全”的,只是片状珠光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消除,才能保证球化退火正常进行。

⑧ 感应加热淬火开裂的产生原因是什么怎样防止

感应加热淬火开裂产生原因:
1.钢中含碳量、含锰量偏高;
2.钢中夹杂物多、呈网状,成分有偏析,含有害元素多;
3.加热温度过高,温度不均匀,零件上尖角沟槽、圆孔处应力集中;
4.冷却速度过大而且不均匀;
5.淬火介质选择不当;
6.回火不及时,回火不足;
7.材料淬透性偏高;
8.返修件未经退火、正火;
9.零件结构设计不公道,技术要求不当。

感应加热淬火开裂防止方法:
1.零件含碳量和含锰量不应超过上限。试淬时,可调整工艺参数,也可调整淬火介质;
2.高碳钢和高碳合金钢感应加热淬火前需进行球化退火,检查非金属夹杂物含量和分布状况,毛坯须进行反复铸造;
3.调整电参数,降低单位面积电功率,缩短加热时间。淬火前用石棉绳或金属棒料堵塞沟槽、孔洞;尖角倒圆;轴端留非淬硬区;
4.降低水压,减少喷水量,缩短喷水时间;
5.改用冷却能力低的淬火剂。用油、聚乙烯醇水溶液或其它乳化剂作为合金钢淬火剂;
6.淬火后及时回火,淬回火之间的停留,对于碳钢或铸铁不超过4h,合金钢不超过0.5h。回火不足时,适当延长回火时间;
7.材料淬透性高时,可以选用冷却慢的淬火介质;
8.返修件须经过退火、正火后,再感应加热淬火;
9.建议设计部分,修改不公道的结构设计,提出切实可行的工艺要求。

⑨ 低中碳钢和合金钢的铸件或锻件为什么适合完全退火,而高碳钢和合金钢为什么适合球化退火急求

低中碳钢合金钢,完全退火后可均匀组织、细化晶粒、降低硬度、便于加工。
高碳合金钢,含有大块儿状碳化物,影响基体强度,球化退火目的是将大块儿状碳化物变成颗粒状弥散的细小碳化物,减小对基体的强度影响。

⑩ 淬火前为什么要进行退火退火能为淬火提供什么组织准备

退火可以消除组织应力, 热应力,可以细化组织。退火可以提供细化的珠光体组织。

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