45钢地正火实用的工艺过程

45钢地正火实用的工艺过程
45钢地正火实用的工艺过程

将钢加热到一定的温度,经一段时间的保温,然后以某种速度冷却下来,通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。

1、碳钢的普通热处理工艺方法

1)钢的退火

钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后缓慢地随炉冷却。此时,奥氏体在高温区发生分解,从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢(如40、45钢)经退火后消除了残余应力,组织稳定,硬度较低(HB180~220)有利于下一步进行切削加工。

2)钢的正火

钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上,保温一段时间,然后进行空冷。由于冷却速度稍快,与退火组织相比,组织中的珠光体量相对较多,且片层较细密,故性能有所改善,细化了晶粒,改善了组织,消除了残余应力。对低碳钢来说,正火后提高硬度可改善切削加工性,提高零件表面光洁度;对于高碳钢,则正火可消除网状渗碳体,为下一步球化退火及淬火作好组织准备。3)钢的淬火

钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷>V临),以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。

4)钢的回火

钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度,经过适当时间的保温后,冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂,

一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度,甚至开裂。因此,淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。2、碳钢普通热处理工艺

1)加热温度

碳钢普通热处理的加热温度,原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30~50℃选定。但生产中,应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高,否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低,也达不到要求。

表2-1碳钢普通热处理的加热温度

方法加热温度(℃) 应用范围

退火Ac3+(20~60) 亚共析钢完全退火

Ac1+(20~40) 过共析钢球化退火

正火Ac3+(50~100) 亚共析钢

Accm+(30~50) 过共析钢

淬火Ac3+(30~70) 亚共析钢

Ac1+(30~70) 过共析钢

回火低温回火150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件

中温回火350~500 弹簧、中等硬度零件

高温回火500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件

表2-2 常用碳钢的临界点

钢号临界点(℃)

Ac1 Ac3 Accm

20钢735 855 ——

45钢724 780 ——

T8钢730 ————

T12钢730 ——820

2)加热时间

热处理的加热时间(包括升温与保温时间)与钢的成分、原始组织、工件的尺寸与形状、使用的加热设备与装炉方式及热处理方法等许多因素有关。因此,要确切计算加热时间是比较复杂的。在实验室中,热处理加热时间(包括加热、保温时间)通常按工件有效厚度,用下列经验公式计算加热时间:

T =αD

式中:T——加热时间(min);

α——加热系数(min/mm);

D——工件有效厚度(mm)。

当碳钢工件D≤50 mm,在800~960℃箱式电阻炉中加热时,α=1~1.2(min/mm)。回火的保温时间要保证工件热透并使组织充分转变。实验时组织转变时间可取0.5h。

3)冷却方法

(1)退火冷却方式:钢退火时,一般采用随炉冷却到600~550℃以下再出炉空冷。

(2)正火冷却方式:钢正火时,一般采用在空气中冷却。

(3)淬火冷却方式:钢淬火时,钢在过冷奥氏体最不稳定的范围内(650~550℃)的冷却速度应大于临界冷却速度,从而保证工件不转变为珠光体型组织;而在

Ms点附近的冷却速度应尽可能低,从而降低淬火内应力,减少工件变形与开裂。因此,淬火时,除了要选用合适的淬火冷却介质外,还应改进淬火方法。对形状简单的工件,常采用简易的单液淬火法,如碳钢用水或盐水液作冷却介质,合金钢常用油作冷却介质。

(4)回火冷却方式:碳钢回火时,一般采用在空气中冷却。

一.退火的种类

1.完全退火和等温退火

完全退火又称重结晶退火,一般简称为退火,这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸,锻件及热轧型材,有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的最终热处理,或作为某些工件的预先热处理。

2.球化退火

球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢(如制造刃具,量具,模具所用的钢种)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并为以后淬火作好准备。

3.去应力退火

去应力退火又称低温退火(或高温回火),这种退火主要用来消除铸件,锻件,焊接件,热轧件,冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除,将会引起钢件在一定时间以后,或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

二.淬火时,最常用的冷却介质是盐水,水和油。盐水淬火的工件,容易得到高的硬度和光洁的表面,不容易产生淬不硬的软点,但却易使工件变形严重,甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。

三.钢回火的目的

1.降低脆性,消除或减少内应力,钢件淬火后存在很大内应力和脆性,如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。

2.获得工件所要求的机械性能,工件经淬火后硬度高而脆性大,为了满足各种工件的不同性能的要求,可以通过适当回火的配合来调整硬度,减小脆性,得到所需要的韧性,塑性。

3.稳定工件尺寸

4.对于退火难以软化的某些合金钢,在淬火(或正火)后常采用高温回火,使钢中碳化物适当聚集,将硬度降低,以利切削加工。

加热缺陷及控制

一、过热现象

我们知道热处理过程中加热过热最易导致奥氏体晶粒的粗大,使零件的机械性能下降。

1.一般过热:加热温度过高或在高温下保温时间过长,引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低,脆性转变温度升高,增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料(常为不懂工艺发生的)。过热组织可经退火、正火或多次高温回火后,在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。

2.断口遗传:有过热组织的钢材,重新加热淬火后,虽能使奥氏体晶粒细化,但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多,一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶界面,而冷却时这些夹杂物又会沿晶界面析出,受冲击时易沿粗大奧氏体晶界断裂。

3.粗大组织的遗传:有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体组织的钢件重新奥氏化时,以慢速加热到常规的淬火温度,甚至再低一些,其奥氏体晶粒仍然是粗大的,这种现象称为组织遗传性。要消除粗大组织的遗传性,可采用中间退火或多次高温回火处理。

二、过烧现象

加热温度过高,不仅引起奥氏体晶粒粗大,而且晶界局部出现氧化或熔化,导致晶界弱化,称为过烧。钢过烧后性能严重恶化,淬火时形成龟裂。过烧组织无法恢复,只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。

三、脱碳和氧化

钢在加热时,表层的碳与介质(或气氛)中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应,降低了表层碳浓度称为脱碳,脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低,而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

加热时,钢表层的铁及合金与元素与介质(或气氛)中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。

为了防止氧化和减少脱碳的措施有:工件表面涂料,用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热(如净化后的惰性气体、控制炉内碳势)、火焰燃烧炉(使炉气呈还原性)

四、氢脆现象

高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理(如回火、时效等)也能消除氢脆,采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。

几种常见热处理概念

1.正火:将钢材或钢件加热到临界点AC3或ACM以上的适当温度保持一定时间后在空气中冷却,得到珠光体类组织的热处理工艺。

2.退火annealing:将亚共析钢工件加热至AC3以上20—40度,保温一段时间后,随炉缓慢冷却(或埋在砂中或石灰中冷却)至500度以下在空气中冷却的热处理工艺

3.固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶解到固溶体中,然后快速冷却,以得到过饱和固溶体的热处理工艺

4.时效:合金经固溶热处理或冷塑性形变后,在室温放置或稍高于室温保持时,其性能随时间而变化的现象。

5.固溶处理:使合金中各种相充分溶解,强化固溶体并提高韧性及抗蚀性能,消除应力与软化,以便继续加工成型

6.时效处理:在强化相析出的温度加热并保温,使强化相沉淀析出,得以硬化,提高强度

7.淬火:将钢奥氏体化后以适当的冷却速度冷却,使工件在横截面内全部或一定的范围内发生马氏体等不稳定组织结构转变的热处理工艺8.回火:将经过淬火的工件加热到临界点AC1以下的适当温度保持一定时间,随后用符合要求的方法冷却,以获得所需要的组织和性能的热处理工艺9.钢的碳氮共渗:碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程。习惯上碳氮共渗又称为氰化,目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗(即气体软氮化)应用较为广泛。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度,耐磨性和

疲劳强度。低温气体碳氮共渗以渗氮为主,其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

10.调质处理quenching and tempering:一般习惯将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理。调质处理广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。调质处理后得到回火索氏体组织,它的机械性能均比相同硬度的正火索氏体组织为优。它的硬度取决于高温回火温度并与钢的回火稳定性和工件截面尺寸有关,一般在HB200—350之间。

11.钎焊:用钎料将两种工件粘合在一起的热处理工艺

回火的种类及应用

根据工件性能要求的不同,按其回火温度的不同,可将回火分为以下几种:(一)低温回火(150-250度)

低温回火所得组织为回火马氏体。其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下,降低其淬火内应力和脆性,以免使用时崩裂或过早损坏。它主要用于各种高碳的切削刃具,量具,冷冲模具,滚动轴承以及渗碳件等,回火后硬度一般为HRC58-64。

(二)中温回火(350-500度)

中温回火所得组织为回火屈氏体。其目的是获得高的屈服强度,弹性极限和较高的韧性。因此,它主要用于各种弹簧和热作模具的处理,回火后硬度一般为HRC35-50。

(三)高温回火(500-650度)

高温回火所得组织为回火索氏体。习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理,其目的是获得强度,硬度和塑性,韧性都较好的综合机械性能。因此,广泛用于汽车,拖拉机,机床等的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类。回火后硬度一般为HB200-330。

铍青铜的热处理

铍青铜是一种用途极广的沉淀硬化型合金。经固溶及时效处理后,强度可达1250-1500MPa(1250-1500公斤)。其热处理特点是:固溶处理后具有良好的塑性,可进行冷加工变形。但再进行时效处理后,却具有极好的弹性极限,同时硬度、强度也得到提高。

(1)铍青铜的固溶处理

一般固溶处理的加热温度在780-820℃之间,对用作弹性元件的材料,采用760-780℃,主要是防止晶粒粗大影响强度。固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。保温时间一般可按1小时/25mm计算,铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处理时,表面会形成氧化膜。虽然对时效强化后的力学性能影响不大,但会影响其冷加工时工模具的使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分

解、惰性气体、还原性气氛(如氢气、一氧化碳等)中加热,从而获得光亮的热处理效果。此外,还要注意尽量缩短转移时间(此淬水时),否则会影响时效后的机械性能。薄形材料不得超过3秒,一般零件不超过5秒。淬火介质一般采用水(无加热的要求),当然形状复杂的零件为了避免变形也可采用油。

(2)铍青铜的时效处理

铍青铜的时效温度与Be的含量有关,含Be小于2.1%的合金均宜进行时效处理。对于Be大于1.7%的合金,最佳时效温度为300-330℃,保温时间1-3小时(根据零件形状及厚度)。Be低于0.5%的高导电性电极合金,由于溶点升高,最佳时效温度为450-480℃,保温时间1-3小时。近年来还发展出了双级和多级时效,即先在高温短时时效,而后在低温下长时间保温时效,这样做的优点是性能提高但变形量减小。为了提高铍青铜时效后的尺寸精度,可采用夹具夹持进行时效,有时还可采用两段分开时效处理。

(3)铍青铜的去应力处理

铍青铜去应力退火温度为150-200℃,保温时间1-1.5小时,可用于消除因金属切削加工、校直处理、冷成形等产生的残余应力,稳定零件在长期使用时的形状及尺寸精度。

热处理应力及其影响

热处理残余力是指工件经热处理后最终残存下来的应力,对工件的形

状,&127;尺寸和性能都有极为重要的影响。当它超过材料的屈服强度时,&127;

便引起工件的变形,超过材料的强度极限时就会使工件开裂,这是它有害的一面,应当减少和消除。但在一定条件下控制应力使之合理分布,就可以提高零件的机械性能和使用寿命,变有害为有利。分析钢在热处理过程中应力的分布和变化规律,使之合理分布对提高产品质量有着深远的实际意义。例如关于表层残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响问题已经引起了人们的广泛重视。

一、钢的热处理应力

工件在加热和冷却过程中,由于表层和心部的冷却速度和时间的不一致,形成温差,就会导致体积膨胀和收缩不均而产生应力,即热应力。在热应力的作用下,由于表层开始温度低于心部,收缩也大于心部而使心部受拉,当冷却结束时,由于心部最后冷却体积收缩不能自由进行而使表层受压心部受拉。即在热应力的作用下最终使工件表层受压而心部受拉。这种现象受到冷却速度,材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度愈快,含碳量和合金成分愈高,冷却过程中在热应力作用下产生的不均匀塑性变形愈大,最后形成的残余应力就愈大。另一方面钢在热处理过程中由于组织的变化即奥氏体向马氏体转变时,因比容的增大会伴随工件体积的膨胀,&127;工件各部位先后相变,造成体积长大不一致而产生组织应力。组织应力变化的最终结果是表层受拉应力,心部受压应力,恰好与热应力相反。组织应力的大小与工件在马氏体相变区的冷却速度,形状,材料的化学成分等因素有关。

实践证明,任何工件在热处理过程中,&127;只要有相变,热应力和组织应力都会发生。&127;只不过热应力在组织转变以前就已经产生了,而组织应力则是在组织转变过程中产生的,在整个冷却过程中,热应力与组织应力综合作用的结

果,&127;就是工件中实际存在的应力。这两种应力综合作用的结果是十分复杂的,受着许多因素的影响,如成分、形状、热处理工艺等。就其发展过程来说只有两种类型,即热应力和组织应力,作用方向相反时二者抵消,作用方向相同时二者相互迭加。不管是相互抵消还是相互迭加,两个应力应有一个占主导因素,热应力占主导地位时的作用结果是工件心部受拉,表面受压。&127;组织应力占主导地位时的作用结果是工件心部受压表面受拉。

二、热处理应力对淬火裂纹的影响

存在于淬火件不同部位上能引起应力集中的因素(包括冶金缺陷在内),对淬火裂纹的产生都有促进作用,但只有在拉应力场内(&127;尤其是在最大拉应力下)才会表现出来,&127;若在压应力场内并无促裂作用。

淬火冷却速度是一个能影响淬火质量并决定残余应力的重要因素,也是一个能对淬火裂纹赋于重要乃至决定性影响的因素。为了达到淬火的目的,通常必须加速零件在高温段内的冷却速度,并使之超过钢的临界淬火冷却速度才能得到马氏体组织。就残余应力而论,这样做由于能增加抵消组织应力作用的热应力值,故能减少工件表面上的拉应力而达到抑制纵裂的目的。其效果将随高温冷却速度的加快而增大。而且,在能淬透的情况下,截面尺寸越大的工件,虽然实际冷却速度更缓,开裂的危险性却反而愈大。这一切都是由于这类钢的热应力随尺寸的增大实际冷却速度减慢,热应力减小,&127;组织应力随尺寸的增大而增加,最后形成以组织应力为主的拉应力作用在工件表面的作用特点造成的。并与冷却愈慢应力愈小的传统观念大相径庭。对这类钢件而言,在正常条件下淬火的高淬透性钢件中只能形成纵裂。避免淬裂的可靠原则是设法尽量减小截面内外马氏体转变的不等时

性。仅仅实行马氏体转变区内的缓冷却不足以预防纵裂的形成。一般情况下只能产生在非淬透性件中的弧裂,虽以整体快速冷却为必要的形成条件,可是它的真正形成原因,却不在快速冷却(包括马氏体转变区内)本身,而是淬火件局部位置(由几何结构决定),在高温临界温度区内的冷却速度显著减缓,因而没有淬硬所致

&127;。产生在大型非淬透性件中的横断和纵劈,是由以热应力为主要成份的残余拉应力作用在淬火件中心&127;,而在淬火件末淬硬的截面中心处,首先形成裂纹并由内往外扩展而造成的。为了避免这类裂纹产生,往往使用水--油双液淬火工艺。在此工艺中实施高温段内的快速冷却,目的仅仅在于确保外层金属得到马氏体组织,&127;而从内应力的角度来看,这时快冷有害无益。其次,冷却后期缓冷的目的,主要不是为了降低马氏体相变的膨胀速度和组织应力值,而在于尽量减小截面温差和截面中心部位金属的收缩速度,从而达到减小应力值和最终抑制淬裂的目的。

三、残余压应力对工件的影响

渗碳表面强化作为提高工件的疲劳强度的方法应用得很广泛的原因。一方面是由于它能有效的增加工件表面的强度和硬度,提高工件的耐磨性,另一方面是渗碳能有效的改善工件的应力分布,在工件表面层获得较大的残余压应力,&127;提高工件的疲劳强度。如果在渗碳后再进行等温淬火将会增加表层残余压应力,使疲劳强度得到进一步的提高。有人对35SiMn2MoV钢渗碳后进行等温淬火与渗碳后淬火低温回火的残余应力进行过测试其

结果如表1

热处理工艺

残余应力值(kg/mm2)

渗碳后880-900度盐浴加热,260度等温40分钟

-65

渗碳后880-900度盐浴加热淬火,260度等温90分钟

-18

渗碳后880-900度盐浴加热,260度等温40分钟,260度回火90分钟-38

表1.35SiMn2MoV钢渗碳等温淬火与渗碳低温回火后的残余应力值

从表1的测试结果可以看出等温淬火比通常的淬火低温回火工艺具有更高的表面残余压应力。等温淬火后即使进行低温回火,其表面残余压应力,也比淬火后低温回火高。因此可以得出这样一个结论,即渗碳后等温淬火比通常的渗碳淬火低温回火获得的表面残余压应力更高,从表面层残余压应力对疲劳抗力的有利影响的观点来看,渗碳等温淬火工艺是提高渗碳件疲劳强度的有效方法。渗碳淬火工艺为什么能获得表层残余压应力?渗碳等温淬火为什么能获得更大的表层残余压应力?其主要原因有两个:一个原因是表层高碳马氏体比容比心部低碳马氏体的比容大,淬火后表层体积膨胀大,而心部低碳马氏体体积膨胀小,制约了表层的自由膨胀,&127;造成表层受压心部受拉的应力状态。而另一个更重要的原

因是高碳过冷奥氏体向马氏体转变的开始转变温度(Ms),比心部含碳量低的过冷奥氏体向马氏体转变的开始温度(Ms)低。这就是说在淬火过程中往往是心部首先产生马氏体转变引起心部体积膨胀,并获得强化,而表面还末冷却到其对应的马氏体开始转变点(Ms),故仍处于过冷奥氏体状态,&127;具有良好的塑性,不会对心部马氏体转变的体积膨胀起严重的压制作用。随着淬火冷却温度的不断下降使表层温度降到该处的(Ms)点以下,表层产生马氏体转变,引起表层体积的膨胀。但心部此时早已转变为马氏体而强化,所以心部对表层的体积膨胀将会起很大的压制作用,使表层获得残余压应力。&127;而在渗碳后进行等温淬火时,当等温温度在渗碳层的马氏体开始转变温度(Ms)以上,心部的马氏体开始转变温度(&127;Ms)点以下的适当温度等温淬火,比连续冷却淬火更能保证这种转变的先后顺序的特点(&127;即保证表层马氏体转变仅仅产生于等温后的冷却过程中)。&127;当然渗碳后等温淬火的等温温度和等温时间对表层残余应力的大小有很大的影响。有人对35SiMn2MoV钢试样渗碳后在260℃和320℃等温40&127;分钟后的表面残余应力进行过测试,其结果如表2。由表2可知在260℃行动等温比在320℃等温的表面残余应力要高出一倍多

表2。35SiMn2MoV钢不同等温温度的表面残余应力

可见表面残余应力状态对渗碳等温淬火的等温温度是很敏感的。不仅等温温度对表面残余压应力状态有影响,而且等温时间也有一定的影响。有人对

35SiMn2V钢在310℃等温2分钟,10分钟,90分钟的残余应力进行过测试。2分钟后残余压应力为-20kg/mm,10分钟后为-60kg/mm,60分钟后为

-80kg/mm,60分钟后再延长等温时间残余应力变化不大。

从上面的讨论表明,渗碳层与心部马氏体转变的先后顺序对表层残余应力的大小有重要影响。渗碳后的等温淬火对进一步提高零件的疲劳寿命具有普遍意义。此外能降低表层马氏体开始转变温度(Ms)点的表面化学热处理如渗碳、氮化、氰化等都为造成表层残余压应力提供了条件,如高碳钢的氮化--淬火工艺,由于表层,&127;氮含量的提高而降低了表层马氏体开始转变点(Ms),淬火后获得了较高的表层残余压应力使疲劳寿命得到提高。又如氰化工艺往往比渗碳具有更高的疲劳强度和使用寿命,也是因氮含量的增加可获得比渗碳更高的表面残余压应力之故。此外,&127;从获得表层残余压应力的合理分布的观点来看,单一的表面强化工艺不容易获得理想的表层残余压应力分布,而复合的表面强化工艺则可以有效的改善表层残余应力的分布。如渗碳淬火的残余应力一般在表面压应力较低,最大压应力则出现在离表面一定深度处,而且残余压力层较厚。氮化后的表面残余压应力很高,但残余压应力层很溥,往里急剧下降。如果采用渗碳--&127;氮化复合强化工艺,则可获得更合理的应力分布状态。&127;因此表面复合强化工艺,如渗碳--氮化,渗碳--&127;高频淬火等,都是值得重视的方向。

根据上述讨论可得出以下结论;

1、热处理过程中产生的应力是不可避免的,而且往往是有害的&127;。但我们可以控制热处理工艺尽量使应力分布合理,就可将其有害程度降低到最低限度,甚至变有害为有利。

2、当热应力占主导地位时应力分布为心部受拉表面受压,当组织应力占主导地时应力分布为心部受压表面受拉。

3、在高淬透性钢件中易形成纵裂,在非淬透性工件中往往形成弧裂,在大型非淬透工件中容易形成横断和纵劈。

4、渗碳使表层马氏体开始转变温度(Ms)点下降,可导至淬火时马氏体转变顺序颠倒,心部首先发生马氏体转变而后才波及到表面,可获得表层残余压应力而提高抗疲劳强度。

5、渗碳后进行等温淬火可保证心部马氏体转变充分进行以后,表层组织转变才进行。&127;使工件获得比直接淬火更大的表层残余压应力,可进一步提高渗碳件的疲劳强度。

6、复合表面强化工艺可使表层残余压应力分布更合理,可明显提高工件的疲劳强度。

45钢的正火工艺过程是什么

45钢的正火工艺过程是什么? 浏览次数:2174次悬赏分:20|解决时间:2008-1-19 10:38 |提问者:康宁323 加热温度,保温时间和冷却方式 最佳答案 你把邮件钢的热处理工艺特点是:将钢加热到一定的温度,经一段时间的保温,然后以某种速度冷却下来,通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。 1、碳钢的普通热处理工艺方法 1)钢的退火 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后缓慢地随炉冷却。此时,奥氏体在高温区发生分解,从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢(如40、45钢)经退火后消除了残余应力,组织稳定,硬度较低(HB180~220)有利于下一步进行切削加工。 2)钢的正火 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上,保温一段时间,然后进行空冷。由于冷却速度稍快,与退火组织相比,组织中的珠光体量相对较多,且片层较细密,故性能有所改善,细化了晶粒,改善了组织,消除了残余应力。对低碳钢来说,正火后提高硬度可改善切削加工性,提高零件表面光洁度;对于高碳钢,则正火可消除网状渗碳体,为下一步球化退火及淬火作好组织准备。3)钢的淬火 钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷>V临),以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。 4)钢的回火 钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1线以下的一定温度,经过适当时间的保温后,冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂,一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度,甚至开裂。因此,淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。 2、碳钢普通热处理工艺 1)加热温度 碳钢普通热处理的加热温度,原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30~50℃选定。但生产中,应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高,否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低,也达不到要求。 表2-1碳钢普通热处理的加热温度 方法加热温度(℃) 应用范围 退火Ac3+(20~60) 亚共析钢完全退火 Ac1+(20~40) 过共析钢球化退火 正火Ac3+(50~100) 亚共析钢

45号钢热处理工艺研究

45钢热处理工艺研究 在从石器时代进展到钢器时代和铁器时代的过程中,热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770至前222年,中国人在生产实践中就已发现,铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。金属热处理是机械制造中的重要工艺之一,与其他加工工艺相比,热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分,而是通过改变工件内部的显微组织,或改变工件表面的化学成分,赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量,而这一般不是肉眼所能看到的。 钢铁是机械工业中应用最广的材料,钢铁显微组织复杂,可以通过热处理予以控制,所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。 太钢六轧厂生产的优质碳素结构钢45钢主要用于汽车和航空工业等行业,由于45钢球化处理后可以显著提高塑性和韧性,便于机械加工和防止冲压变形开裂,因此用户对45钢的球化要求非常严格。针对六轧厂煤气罩式退火炉的设备状况和特点,对45钢的球化问题进行分析研究,确定了较为可行的热处理工艺。 对于45号钢推荐热处理温度:正火850度,淬火840度,回火600度。

45号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。 2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。 渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐冲击。 如果用45号钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。可以采用调质+高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差。

45号钢热处理工艺

45号钢热处理工艺 1 45号钢要求硬度HRC40-50,是不是要淬火+低温回火, 换算成布氏硬度大约是380,470HB,根据一般热处理规范,热处理制度与硬度关系大致如下: 淬火温度:840?水淬 回火温度:150?回火,硬度约为57HRC;200?回火,硬度约为55HRC;250?回火,硬度约为53HRC;300?回火,硬度约为48HRC;350?回火,硬度约为45HRC;400?回火,硬度约为43HRC;500 ? 回火,硬度约为33HRC;600?回火,硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分,且热处理温度都存在一个调整范围,如成分在范围内存在偏差,可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点,但临界点有着一个范围内的浮动,所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (?) 20钢 735-855 (?) 45钢 724-780 (?) T8钢 730 -770(?) T12钢 730-820 (?) 3 20Cr,40Cr,35CrMo,40CrMo,42CrMo:正火温度850-900?,45号钢正火温度850?左右。

4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢,常用于冷作模具,含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性,截面300mm以下可以完全淬透,淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为:钢棒与锻件960?空冷 + 700,720?回火,空冷。最终热处理工艺: 1、淬火: 第一次预热:300,500?, 第二次预热840,860?; 淬火温度:1020,1050?; 冷却介质:油,介质温度:20,60?, 冷却至油温;随后,空冷,HRC=60,63。 、回火: 2 经过以下淬火工艺,可以达到降低硬度的作用,具体回火工艺如下: 加热温度400,425?,得到HRC=57,59。 说明:在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区,在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400?,这个区间回火,韧性最好,并且有良好的耐磨性。如果淬火后,采用深冷处理(理想的温度是零下120)与中温回火相结合,会得到良好使用效果和高寿命。Cr12MoV的回火脆性温度范围在325~375?。CR12MoV380-400回火后硬度在56-58HRC做冷冲模冲韧性好的材料具有不易开裂的优点,特别是在原材料质量不是很好的情况下,用此方法经济实惠。

45钢的正火工艺过程

将钢加热到一定的温度,经一段时间的保温,然后以某种速度冷却下来,通过这样的工艺过程能使钢的性能发生改变。 1、碳钢的普通热处理工艺方法 1) 钢的退火 钢的退火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后缓慢地随炉冷却。此时,奥氏体在高温区发生分解,从而得到比较接近平衡状态的组织。一般中碳钢(如40、45 钢)经退火后消除了残余应力,组织稳定,硬度较低(HB180-220)有利于下一步进行切削加工。 2) 钢的正火 钢的正火通常是把钢加热到临界温度Ac3或Accm线以上,保温一段时间,然后 进行空冷。由于冷却速度稍快,与退火组织相比,组织中的珠光体量相对较多,且片层较细密,故性能有所改善,细化了晶粒,改善了组织,消除了残余应力。对低碳钢来说,正火后提高硬度可改善切削加工性,提高零件表面光洁度;对于高碳钢,则正火可消除网状渗碳体,为下一步球化退火及淬火作好组织准备。 3) 钢的淬火 钢的淬火通常是把钢加热到临界温度Ac1或Ac3线以上,保温一段时间,然后放入各种不同的冷却介质中快速冷却(V冷〉V临),以获得具有高硬度、高耐磨性的马氏体组织。 4) 钢的回火 钢的回火通常是把淬火钢重新加热至Ac1 线以下的一定温度,经过适当时间的保温后,冷却到室温的一种热处理工艺。由于钢经淬火后得到的马氏体组织硬而脆,并且工件内部存在很大的内应力,如果直接进行磨削加工则往往会出现龟裂,一些精密的零件在使用过程中将会引起尺寸变化从而失去精度,甚至开裂。因此,淬火钢必须进行回火处理。不同的回火工艺可以使钢获得各种不同的性能。 2、碳钢普通热处理工艺 1 )加热温度 碳钢普通热处理的加热温度,原则上按加热到临界温度Ac1或Ac3线以上30? 50C选定。但生产中,应根据工件实际情况作适当调整。热处理加热温度不能过高,否则会使工件的晶粒粗大、氧化、脱碳、变形、开裂等倾向增加。但加热温度过低,也达不到要求。 表2-1 碳钢普通热处理的加热温度 方法加热温度「C)应用范围 退火Ac3+(20~60) 亚共析钢完全退火 Ac1+(20~40) 过共析钢球化退火 正火Ac3+(50~100) 亚共析钢 Accm+(30~50) 过共析钢 淬火Ac3+(30~70) 亚共析钢 Ac1+(30~70) 过共析钢 回火低温回火150~250 刃具、模具、量具、高硬度零件 中温回火350~500 弹簧、中等硬度零件 高温回火500~650 齿轮、轴、连杆等综合机械性能零件 表2-2 常用碳钢的临界点 钢号临界点(C ) Ac1 Ac3 Accm

45号钢等热处理

45号钢要求硬度HRC40-50,是不是要淬火+低温回火? 换算成布氏硬度大约是380~470HB,根据一般热处理规范,热处理制度与硬度关系大致如下: 淬火温度:840℃水淬 回火温度:150℃回火,硬度约为57HRC;200℃回火,硬度约为55HRC;250℃回火,硬度约为53HRC;300℃回火,硬度约为48HRC;350℃回火,硬度约为45HRC;400℃回火,硬度约为43HRC;500 ℃回火,硬度约为33HRC;600℃回火,硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分,且热处理温度都存在一个调整范围,如成分在范围内存在偏差,可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点,但临界点有着一个范围内的浮动,所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点(℃) 20钢735-855 (℃) 45钢724-780 (℃) T8钢730 -770(℃) T12钢730-820 (℃) 3 20Cr,40Cr,35CrMo,40CrMo,42CrMo:正火温度850-900℃,45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢,常用于冷作模具,含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性,截面300mm以下可以完全淬透,淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为:钢棒与锻件960℃空冷+ 700~720℃回火,空冷。 最终热处理工艺: 1、淬火:

45号钢的正火工艺

文章编号:1009-9700(2002)06-0019-04 45号钢的正火工艺 黄 锐,吕佐明,黄 鹭 (广东省韶关钢铁集团有限公司技术研究中心,广东 曲江 512123) 摘 要:韶钢炼轧厂生产的45号钢在常规生产检验中发现材料规格对力学性能初检合格率有影响.为此,随机抽取 16、18、28、30mm 4个规格、11个炉号的45号钢进行正火工艺试验,探讨了正火工艺对45号钢力学性能的影响.结果表明:直径小于25mm 的45号钢,正火工艺采用GB/T 699-1999标准推荐的工艺执行,即850 40min,力学性能达到标准要求;直径大于或等于25mm 的45号钢,正火工艺采用880 30~60min 也可达标.金相检验表明:这两种工艺处理试样的金相组织均为块状铁素体和大小均匀的珠光体,这种组织能够满足强度和塑性的理想配合. 关键词:正火;强度;塑性;金相组织中图分类号: TF701.3 文献标识码:B On the normalization of 45steel HU AN G Rui,L U Zuo_ming ,HUA NG Lu (Shao guan Iron &Steel G roup Co.Ltd,Qujiang 512123,Guangdong ) Abstract :Routine inspect ions and tests showed that the mechanical pro perties of the 45steel bar produced by the Continu ous Casting and Rolling Plant of SISG Co.varied with its size.T o investigate this phenomenon,steel bars in diameters of 16,18,28and 30mm w ere rando mly sampled fro m 11heats and normalized w ith different pr ocedures.It was found that bars in diameter smaller than 25mm normalized w ith the procedur e recommended by GB/T 699-1999Standard,i.e.heating at 850(C for 40min,followed by air coo ling,could meet the requirements for mechanical propert y,while those in diameter lar ger than 25mm had to be normalized by heating at 880 for 30~60min in or der to meet the requirements.M etallog raphy of the nor malized steel bars demonstrated that a microstr ucture composed of massive ferrite and evenly_sized pearlite was generated by the normalization,which possessed the r equired strength and ductility.Key words :normalizat ion;streng th;ductility;microstructure 收稿日期:2002-07-09;修订日期:2002-08-07 作者简介:黄 锐(1964-),男,1987年毕业于东北大学金属材料及热处理专业,金属材料工程师. 广东省韶关钢铁集团有限公司炼轧厂(以下简称我厂)CONSTEEL 电炉、DAN IELI 小型连轧,即 四位一体 生产线新开发生产的45号钢棒材,按GB/T 699-1999标准检验,断面收缩率较低,与标准 % 40%相比,富余量较少,甚至在生产较大规格( 25~35mm)时,初检合格率偏低,且不够稳定,个别炉号重取复检均不合格,造成钢材判废.为把好最后一道材质检验关,提高45号钢棒材断面收缩合格率,降低损失,对45号钢正火工艺进行了初步摸索,探讨不同的加热温度与不同的加热保温时间对力学性能的影响,确定适合实际生产情况的试样热处理工艺. 1 试验 1.1 试验样的来源 我厂 四位一体 生产线是2000年12月2日投产的,年生产棒材60万t,投产至今,生产钢种以HRB335为主.2002年1月,45号钢作为品种钢的首个开发产品,半年期间试产近4000t,规格从 16~35mm. 1.2 试验样的选取及化学成分 从试产的45号钢中,有选择性地抽取大、小4个规格、11个炉号进行正火工艺试验,化学成分见表1,试验按GB/T699-1999标准执行. 总第129期南方金属Sum.1292002年12月 SOU TH ERN METALS December 2002

45#钢和40Cr钢调质的热处理工艺

45#钢和40Cr钢调质的热处理工艺.txt逆风的方向,更适合飞翔。我不怕万人阻挡,只怕自己投降。你发怒一分钟,便失去60分钟的幸福。忙碌是一种幸福,让我们没时间体会痛苦;奔波是一种快乐,让我们真实地感受生活;疲惫是一种享受,让我们无暇空虚。生活就像"呼吸""呼"是为出一口气,"吸"是为争一口气。45#(号)钢和40Cr钢调质的热处理工艺 调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。 调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。 调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。 工件调质处理的操作,必须严格按工艺文件执行,我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。 1、 45号钢的调质 45号钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45号钢淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操作中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。我们认为,如装炉量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长1/5。 因为45号钢淬透性低,故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后,应该淬透,但不是冷透,如果工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这是因为当工件冷却到180℃左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中的工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜动不宜静,应按照工件的几何形状,作规则运动。静止的冷却介质加上

45号钢热处理工艺

45号钢热处理工艺 学号:XXXXXX 姓名:XXXXX 指导老师:XXX

目录 一、综述 (4) 1.调质淬火 (4) (1)淬火加热温度 (4) (2) 淬火冷却 (4) (3) 淬火冷却方法 (5) 2.45钢的调质淬火 (5) 3.回火 (6) (1)回火目的 (6) (3)常用回火方法 (6) 4.45钢淬火后的回火 (6) 二、选题依据 (7) 三、实验材料与设备 (8) 1. 实验设备 (8) 2. 实验材料 (8) 三、实验过程 (8) 1. 试样的热处理 (8) (1)淬火 (8) (2)回火 (9) 2. 试样硬度测定 (9) 3. 显微组织观察与拍照记录 (9) (1)样品的制备 (9) (2)显微组织的观察与记录 (9) 五、实验结果与分析 (10) 1. 样品硬度与显微组织分析 (10) 2. 硬度测试数据 (11) 3. 淬火对试样性能的影响 (11) (1)淬火温度的影响 (11)

(2)淬火介质的影响 (12) 4. 回火对试样的影响 (12) (1)回火温度对45钢组织的影响 (12) (2)回火温度对45 钢硬度和强度的影响 (13) (3)以45钢和T8钢为例分析碳含量对钢的淬硬性的影响 (13) 六、结论 (14) 1. 淬火条件影响样品的组织和性能 (14) 2. 回火温度影响样品的组织和性能 (14) 3. 碳元素影响样品的组织和性能。 (14) 七、参考文献 (14)

一、综述 【内容摘要】:45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操作中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。 【关键字】:调质淬火45钢的调质淬火回火45钢淬火后的回火 1.调质淬火 调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。 淬火 ——淬火是将工件加热到AC3或AC1点以上某一温度保持一定时间。然后以适当速度快速冷却获得马氏体或(和)贝氏体组织的热处理工艺。 目的:就是为了获得马氏体或下贝氏体组织,提高强度硬度,以便在随后不同温度回火后获得所需要的性能。 (1)淬火加热温度 淬火温度主要是根据Fe—Fe3C相图中钢的临界点确定。亚共析钢的淬火加热温度:AC3以上30℃~50℃,使钢完全奥氏体化,淬火后获得全部马氏体组织。共析钢、过共析钢的淬火加热温度:为AC1以上30℃~50℃,得到奥氏体和部分二次渗碳体,淬火后得到马氏体(共析钢)或马氏体加渗碳体(过共析钢)组织。 (2)淬火冷却 淬火冷却时,要保证获得马氏体组织,必须使奥氏体以大于马氏体临界冷却速度冷却,而快速冷却会产生很大淬火应力,导致钢件的变形与开裂。因此,淬火工艺中最重要的一个问题是既能获得马氏体组织,又要减小变形、防止开裂。 常用冷却介质:目前应用最广泛的淬火冷却介质是水和油。实际生产中,使用的冷却介质较多,到目前为止,尚未找到一种介质,能完全符合理想淬火冷却速度的要求。水具有较强烈的冷却能力,用作奥氏体稳定性较小的碳钢的淬火,水冷却介质最为合适。油的冷却能力比水小,因此,生产中用油作冷却介质,只适用于过冷奥氏体稳定性较大的合金钢淬火。

2017热处理工艺复习题

2017热处理工艺复习题 一、 填空题 1.钢的热处理工艺由 加热 、 保温 、 冷却 三个阶段所组成。 2.热处理工艺基本参数: 加热温度、气氛、冷却方法、热源 。 3.钢完全退火的正常温度范围是 Ac3以上20~30℃ ,它只适应于亚共析 钢。 4.球化退火的主要目的是 ,它主要适用于 钢。 5.钢的正常淬火温度范围,对亚共析钢是 ,对过共析钢 是 。 6.当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时,原奥氏体中碳含量越高,则M S 点越 ,转变 后的残余奥氏体量就越 。 7.改变钢整体组织的热处理工艺有 、 、 、 四种。 8.淬火钢进行回火的目的是 ,回火温度越高,钢 的强度与硬度越 。 9.化学热处理的基本过程包括 、 、 等三个阶段。 10.欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用 ,欲消除铸件中枝晶 偏析应采用 。 11.低碳钢为了便于切削,常预先进行 处理;高碳钢为了便于 切削,常预先进行 处理; 12.感应加热表面淬火,按电流频率的不同,可分为 、 、和 三种。而且感应加热电流频率越高,淬硬层越 。 13.钢的淬透性主要取决于————————————,马氏体的硬度主要取决于————————————,钢的 表层淬火,只能改变表层的————————————,而化学热处理既能改变表层的————————————,又能 改变表层的————————————。 14.钢在一定条件下淬火后,获得一定深度的淬透层的能力,称为钢的淬透性。淬透层通 常以 的深度来表示。 15. 中温回火主要用于处理__ ____零件,回火后得到 组织。

16.45钢正火后渗碳体呈状,调质处理后渗碳体 呈状。 17.形变热处理是将塑性变形的强化与热处理时 的强化结合,使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。 二、单选题 1.电阻炉空载功率小,说明炉子热损失: A)小;B)大;C)厉害;D)可忽略不计。 2.检测氮碳共渗零件的硬度时应选用:A)洛式硬度计;B)维氏硬度计;C)布氏硬度计; D)肖氏硬度计。 3.可控气氛炉渗碳时排出的废气:A)必须燃烧后排放;B)不燃烧直接排放;C)通入水中排 放; D)通入碱水中排放。 4.在生产中,用来消除过共析钢中的网状渗碳体最常用的热处理工艺是:A)完全退火; B)正火;C)不完全退火;D)回火。 5.气体渗氮的主要缺点是:A)周期太长;B)劳动强度大;C)硬度低;D)渗层浅。 6.镗床主轴通常采用38CrMoA1钢进行:A)氮碳共渗;B)渗碳;C)渗氮;D)渗硫。 7.确定碳钢淬火加热温度的基本依据是:A)Fe-Fe C相图;B)“C”曲线;C)“CCT”曲线; 3 D)淬透性曲线图。 8.为获得良好的综合力学性能,38CrMoAl钢制造的氮化件预先热处理应采用:A)退火;B) 正火;C)调质;D)渗碳。 9.高速钢淬火冷却时,常常在580~600℃停留10~15分钟,然后在空气中冷却,这种操作 方法叫做:A)双介质淬火;B)等温淬火;C)分级淬火;D)亚温淬火。 10.某零件调质处理以后其硬度偏低,补救的措施是:A)重新淬火后,选用低一点的温度回火; B)再一次回火,回火温度降低一点;C)重新淬火后,选用高一点的温度回火;D)再一次回火,回火温度提高一点。 11.钢感应加热表面淬火的淬硬层深度,主要取决于:A)钢的含碳量;B)冷却介质的冷却能 力;C)感应电流频率;D)感应电流电压。 12.为增加T12钢的强韧性,希望控制淬火马氏体的含碳量,减少孪晶马氏体的相对量及获得

45钢高频淬火

45钢高频淬火性能研究 学号: 姓名:

45钢高频淬火性能研究 45钢经过调质处理后,有良好的综合性能,广泛应用于各种重要零件,如连杆,齿轮,轴类,不同的热处理工艺得到不同的工艺性能。 本文研究了感应加热表面淬火对于45钢组织性能的影响,采用感应加热表面淬火技术对45钢进行表面强化,对所获得试件的淬硬层进行显微硬度测试。利用金相显微镜对试件淬硬层的组织、厚度进行研究分析。同时与正火并调质件进行硬度、金相组织等方面的比较。结果表明经过高频感应加热淬火后45钢的表面性能明显改善,表面为淬火马氏体,而心部仍为正火组织,使得试件既耐磨又有很强的韧性,所得的工艺参数将被作为生产实践的参考依据。 关键词: 45钢高频感应淬火金相硬度

目录 第一章前言.............................................. 错误!未定义书签。(一)感应加热淬火工艺概述.. (1) (二)感应加热淬火技术特点 (2) (三)高频感应淬火技术的应用.......................... -错误!未定义书签。(四)感应加热淬火技术的发展............................ 错误!未定义书签。(五)感应淬火常见问题及原因............................ 错误!未定义书签。(六)45钢齿轮热处理................................... 错误!未定义书签。第2章工艺方案制定与实验过程............................ 错误!未定义书签。(一)工艺设定.......................................... 错误!未定义书签。(二)实验过程.......................................... 错误!未定义书签。 (1)实验目的......................................... 错误!未定义书签。 (2)实验材料......................................... 错误!未定义书签。 第3章实验结果及分析.................................... 错误!未定义书签。(一)硬度分析.. (12) (二)结论.............................................. 错误!未定义书签。 致谢 (12) 参考文献.................................................. 错误!未定义书签。

45#钢热处理工艺

45热处理 推荐热处理温度:正火850,淬火840,回火 600. 45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 45号钢管 模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58) 1.45号钢要求硬度HRC40-50,是不是要淬火+低温回火? 换算成布氏硬度大约是380~470HB,根据一般热处理规范,热处理制度与硬度关系大致如下:淬火温度:840℃水淬 回火温度:150℃回火,硬度约为57HRC;200℃回火,硬度约为55HRC;250℃回火,硬度约为53HRC;300℃回火,硬度约为48HRC;350℃回火,硬度约为45HRC;400℃回火,硬度约为43HRC;500 ℃回火,硬度约为33HRC;600℃回火,硬度约为20HRC 一般情况下热处理工艺都指标准范围内中间成分,且热处理温度都存在一个调整范围,如成分在范围内存在偏差,可以相应调整淬火温度和回火温度 2 1.临界温度指钢材的奥氏体转变温度。不同含量的钢材有着不同的临界点,但临界点有着一个范围内的浮动,所以下临界点温度指的就是奥氏体转变的最低温度。 2. 常用碳钢的临界点 钢号临界点 (℃) 20钢 735-855 (℃) 45钢 724-780 (℃) T8钢 730 -770(℃) T12钢 730-820 (℃) 3 20Cr,40Cr,35CrMo,40CrMo,42CrMo:正火温度850-900℃,45号钢正火温度850℃左右。 4 20CrMnTi Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 740 825 680 730 5 Cr12MoV热处理知识 Cr12MoV钢是高碳高铬莱氏体钢,常用于冷作模具,含碳量比Cr12钢低。该钢具有高的淬透性,截面300mm以下可以完全淬透,淬火时体积变化也比Cr12钢要小。 其热处理制度为:钢棒与锻件960℃空冷 + 700~720℃回火,空冷。 最终热处理工艺: 1、淬火: 第一次预热:300~500℃, 第二次预热840~860℃; 淬火温度:1020~1050℃; 冷却介质:油,介质温度:20~60℃, 冷却至油温;随后,空冷,HRC=60~63。 2、回火: 经过以下淬火工艺,可以达到降低硬度的作用,具体回火工艺如下: 加热温度400~425℃,得到HRC=57~59。 说明:在480--520度之间回火正好是这种钢材的脆性回火区,在这个区间回火容易使模具出现崩刃。最为理想的回火区间在380--400℃,这个区间回火,韧性最好,并且有良好的耐磨性。如果淬火后,采用深冷处理(理想的温度是零下120)与中温回火相结合,会得到良好使用效果和高寿

45钢车床主轴的热处理工艺设计

《金属学与热处理》课程设计报告 45钢车床主轴的热处理工艺设计 学 院化学工程与现代材料 专 业 金属材料工程 姓 名 高治峰 学 号 指导教师 张美丽 完成时间 目录 2. 2. 2 45号钢的性能 ................................................................... ..4 2.3 热处理技术条件 .......................................... .. (5) 2.3.1加工工艺路线 .................................... 5 3热处理工艺分析 3.1 锻坯正火 ........................................................ .5 (5) 3.1.2 热处理工艺 ......................................... ..…….5 3.1.3 操作技巧 ............................................ ......5 3.2 调质 .................................................. .. (6) 3.2.1 调质目的 ...................................................... 6 3.2.2 热处理工艺 .................................................. .6 摘要 ....... 1引言…… 2设计分析 2 . 1 析 ........ 2.2 45 号钢的成分及性能点 ........ 2.2.1 45 号钢的元素成分及其作用 车床的使用工况及性能 ? (1) ….2 .4

45钢的淬火工艺

45钢的淬火工艺 一、实验目的 1、了解45钢的淬火工艺方法。 2、认识45钢淬火后的金相组织。 3、分析淬火对碳钢性能的影响。 二、实验原理 钢的淬火 所谓淬火就是将钢加热到 Ac3(亚共析钢)或Ac1 (过共析钢)以上30~50℃,保温后放入各种不同的冷却介质中( V冷应大于V临),以获得马氏体组织。碳钢经淬火后的组织由马氏体及一定数量的残余奥氏体所组成。 为了正确地进行钢的淬火,必须考虑下列三个重要因素:淬火加热的温度、保温时间和冷却速度。 (1)淬火温度的选择 选定正确的加热温度是保证 淬火 质量的重要环节。淬火时的具体加热 温度主要取决于钢的含碳量,可根据 相图确定(如图4所示)。对 亚共析钢,其加热温度为+30~ 50℃,若加热温度不足(低于),则 淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低。对过共析钢,加热温

度为+30~50℃,淬火后可得到细小的马氏体与粒状渗碳体。后者的存在可提高钢的硬度和耐磨性。

(2)保温时间的确定 淬火加热时间是将试样加热到淬火温度所需的时间及在淬火温度停留保温所需时间的总和。加热时间与钢的成分、工件的形状尺寸、所需的加热介质及加热方法等因素有关,一般可按照经验公式来估算,碳钢在电炉中加热时间的计算如表1所示。 表1 碳钢在箱式电炉中保温时间的确定 加热 温度(℃) 工件形状 圆柱形方形板形 保温时间 分钟/每毫米直径分钟/每毫米厚度分钟/每毫米厚度 700 1.5 2.23 800 1.0 1.52 9000.8 1.2 1.6 1000 0.4 0.6 0.8 (3)冷却速度的影响 冷却是淬火的关键工序,它直接影响到钢淬火后的组织和性能。冷却时应使冷却速度大于临界冷却速 度,以保证获得马氏体组织;在这个 前提下又应尽量缓慢冷却,以减少钢 中的内应力,防止变形和开裂。为 此,可根据C曲线图(如图2所示), 使淬火工作在过冷奥氏体最不稳定 的温度范围(650~550℃)进行快 冷(即与C曲线的

45号钢淬火回火实验要点

郑州航空工业管理学院金属材料及热处理 课程设计 学生专业:材料成型及控制工程学生姓名: 学生学号: 所在学院:机电工程学院 指导老师: 报告日期: 2015年5月14日

目录 一、实验综述---------------------------- (3) 二、实验目的---------------------------- (8) 三、实验设备---------------------------- (8) 四、实验过程---------------------------- (8) 五、实验结果---------------------------- (9) 六、实验结果分析------------------------- (12) 七、结论------------------------------- (12) 八、参考文献--------------------------- (13)

一、实验综述 45号钢综述 45 号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。45号钢主要成分为Fe(铁元素),且含有以下 热处理是一种很重要的金属热加工的工艺方法,热处理是根据钢在固态下组织转变的规律,通过不同的加热、保温和冷却,以改变其内部组织,达到改善刚才性能的一种热加工工艺。热处理一般是由加热、保温、和冷却三个阶段组成的,其基本工艺方法可分为退火、淬火及回火等,本次试验要求是淬火与回火。(一)钢的淬火 钢的淬火:淬火是指将钢加热到临界温度以上,保温后以大于临界冷却速度的速度冷却,使奥氏体转变为马氏体的热处理工艺。淬火的目的就是为了获得马氏体,并与适当的回火工艺相配合,以提高刚的力学性能。为了正确地进行钢的淬火,必须考虑下列三个重要因素:淬火加热温度、保温时间和冷却速度。 (1)淬火温度选择 正确选定加热温度是保证淬火质量的重要一环。淬火加热温度的选择应以得到细小的奥氏体晶粒为原则,以便淬火后获得细小的马氏体组织。淬火时的具体加热温度主要取决于钢的临界点确定,钢的淬火温度可根据(如图1所示)进行选择。对45#钢的亚共析钢,其加热温度为 Ac3+30~50oC,此实验采用的加热温度为790o。若加热温度不足(低于780oC的Ac3温度),则淬火组织中将出现铁素体而造成强度及硬度的降低;但过高的加热温度(如超过Acm)不仅无助于强度、硬度的增加,反而会由于产生过多的残余奥氏体而导致硬度和耐磨性的下降。

45钢热处理

45钢热处理 45钢40Cr钢调质 调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。 调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。 1、 45钢的调质 45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。 45钢淬火温度在A3+(30~50) ?,在实际操作中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。我们认为,如装炉量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长1/5。 因为45钢淬透性低,故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后,应该淬透,但不是冷透,如果工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这是因为当工

件冷却到180?左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷的方法。由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中的工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜动不宜静,应按照工件的几何形状,作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件,导致硬度不均匀,应力不均匀而使工件变形大,甚至开裂。 45钢正火是将钢加热到临界温度以上,使钢全部转变为均匀的奥氏体,然后在空气中自然冷却的热处理方法。它能消除过共析钢的网状渗碳体,对于亚共析钢正火可细化晶格,提高综合力学性能。等轴状铁素体+珠光体能够容易获得细的粒状奥氏体组织,得到细而均匀的淬火马氏体。 45钢淬火后的高温回火,加热温度通常为560~600?,硬度要求为HRC22~34。因为调质的目的是得到综合机械性能,所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的,就要按图纸要求调整回火温度,以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高,硬度要求就高;而有些齿轮、带键槽 的轴类零件,因调质后还要进行铣、插加工,硬度要求就低些。一般,温度低硬度就高,温度高硬度就相对低;关于回火保温时间,视硬度要求和工件大小而定,一般认为,回火后的硬度取决于回火温度,与回火时间关系不大,但必须回透,一般工件回火保温时间总在一小时以上。 45钢链轮没有调质想正火处理一下,是不能满足要求,综合机械性能要差些. 45#钢材交货状态硬度钢材交货状态硬度HBS10/3000,?|未热处理钢: 229 钢材交货状态硬度HBS10/3000,?|退火钢: 197 液相线温度 1495?左右,碳含量0.42~0.50%。 化学成分

45号钢

45号钢 简介 45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C45 。 化学成分 含碳(C)量是0.42~0.50%,Si含量为0.17~0.37%,Mn含量0.50~0.80%,Cr含量<=0.25%。 处理方法 热处理 推荐热处理温度:正火850,淬火840,回火600. 45号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工,模具中常用来做 模板,梢子,导柱等,但须热处理。 1. 45号钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。 实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。 2. 45号钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。 调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低,不耐磨。可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。 材料力学性能 对于韧性材料,有弹性和塑性两个阶段。弹性阶段的力学性能有:①比例极限。应力与应变保持成正比关系的应力最高限。当应力小于或等于比例极限时,应力与应变满足胡克定律,即应力与应变成正比。②弹性极限。弹性阶段的应力最高限。在弹性阶段内,载荷除去后,变形全部消失。这一阶段内的变形称为弹性变形。绝大多数工程材料的比例极限与弹性极限极为接近,因而可近似认为在全部弹性阶段内应力和应变均满足胡克定律。③弹性模量。弹性阶段内,法应力与线应变的比例常数(E)。④剪切弹性模量。弹性阶段内,剪应力与剪应变的比例常数(G)。⑤泊松比。垂直于加载方向的线应变与沿加载方向线应变之比(ν)。上述3种弹性常数之间满足G=E/2(1+v)。塑性阶段的力学性能有:①屈服强度。材料发生屈服时的应力值。又称屈服极限。屈服时应力不增加但应变会继续增加。②条件屈服强度。某些无明显屈服阶段的材料,规定产生一定塑性应变量(例如0.2%)时的应力值,作为条件屈服强度。应力超过屈服强度后再卸载,弹性变形将全部消失,但仍残留部分不可消失的变形,称为永久变形或塑性变形。③强化与强度极限。应力超过屈服强度后,材料由于塑性变形而产生应变强化,即增加应变需继续增加应力。这一阶段称为应变强化阶段。强化阶段的应力最高限,即为强度极限。应力达到强度极限后,试样会产生局部收缩变形,称为颈缩。④延伸率(δ)与截面收缩率(ψ)。试样拉断后长度与横截面积的改变量与加载前比值的百分数,即δ=(lb -l0)/l0×100%,ψ=(A0-Ab)/A0×100%。式中l0、A0分别为试

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