热处理名词简介.ppt

1、热处理术语介绍：(1)热处理设备的电热炉可以用金属发热体或非金属发热体产生热源。其主要特点是结构简单，应用广泛，可广泛用于退火、正火、淬火、回火、渗碳和碳氮共渗。主要金属加热元件包括镍铬热线(最常见，最高使用1200)，钼硅合金和纯金属如钨和钼；非金属加热元件包括碳化硅(最常见，可加热至1600)、镧和石墨棒(可在真空或保护气氛下加热至2000)。燃烧炉采用气体燃料或液体燃料作为热源，热处理温度可达800-1200。常见的气体燃料包括天然气、液化石油气和天然气；液体燃料包括重油、灯油和轻油。燃烧炉的热对流效果很好，尤其是低温加热的均匀性很好；然而，燃烧炉容易产生环境污染物，如燃烧噪音、灰尘颗粒

2、、硫氧化物和氮氧化物，这是其主要缺点。盐浴炉盐浴炉设备便宜，加热速度快，被处理零件表面氧化程度低，适用于小工件的热处理。具有适当的盐余量，可用于淬火加热、渗碳、氮化和渗硫等表面处理。常用的盐浴类型包括：(1)200-500使用的低温盐主要是硝酸盐或亚硝酸盐；(2)使用450-950之间的中温盐，主要是氯化钠、氯化钙和碳酸钠的混合盐；(3)在950-1250的温度范围内使用的大多数高温盐是氯化钡。气氛炉气氛炉是在一个密闭的炉体内，并引入适当的气氛进行各种处理，如辉光热处理，渗碳，渗碳和氮化和烧结。这种炉子可分为间歇式和连续式，加热形式采用电加热，油或气体在加热管中燃烧进行间接加热。真空炉称为真空

3、炉，一般真空度约为10-2至10-4毫米汞柱。真空炉热处理后的工件可防止钢表面氧化脱碳，表面质量更好。带冷却装置的真空炉可以在惰性气体或油中冷却，也可以在淬火油中淬火，但随着工件体积的增加，热处理成本会大大增加。高频热处理设备高频热处理设备主要利用感应电流对工件必要的表面零件进行加热，并进行必要的淬火、回火等热处理工序，以获得工件芯部表面硬度高、韧性好的表面特性。该装置主要包括高频发生器、加热线圈和工件运动夹紧机构。感应加热加热效率高，能在很短的时间内加热到高温，获得优良的硬化层；只有这种热处理技术会受到工件形状的很大影响，而且不是每个工件都适合高频热处理技术。流化床的基本原理是利用流动的固体

4、颗粒(如氧化铝粉末和沙子)进行加热或冷却。它具有高传热速率(加热速率约为一般热辐射传导的8倍)和表面清洁效果的双重优点，可用于正火、退火、淬火、沃斯回火和大麻回火等热处理工序。(2)材料试验和观察淬透性淬透性是指钢在经过一些淬火和硬化处理后能够硬化的程度，因此也被称为淬透性。硬化能量越大，钢在相同淬火条件下硬化得越深，但硬化能量越大并不意味着钢可以通过淬火获得更大的硬度。钢的硬化能特性受以下因素影响：(1)钢的化学成分；(2)东方体淬火前的晶粒尺寸；(3)钢的凝固温度(即钢的淬火温度)；(4)碳化物分布和成分均匀性等其他因素也会影响钢的硬化能力。临界直径所谓的临界直径是指当钢的中心部分的微观结

5、构经过一定的淬火方法淬火后刚好形成50%火星颗粒材料时的直径布氏硬度试验布氏硬度试验主要使用直径为10毫米的钢球和不同的载荷来测试硬度性能。3000Kgf的负荷通常用于钢材，缩写为HB(10/3000)；1000Kgf的负载通常用于铜和铝等合金材料，缩写为HB(10/1000)；对于轻合金和软金属，使用500Kgf的载荷，缩写为HB(10/500)。布氏硬度试验会在试件表面造成非常明显的压痕，因此常被视为破坏性试验，但其硬度值测试结果受钢材表面氧化皮的影响较小，因此硬度值具有相当的代表性。洛氏硬度试验洛氏硬度试验有广泛的应用，从极薄的薄板到相当大的工件，从软铝铜合金材料(HRB)到淬火和回火钢

6、(HRC)。常用的HRB秤系统使用直径为1/16英寸的钢球压头，外加100千克的载荷(小载荷为10千克，大载荷为90千克)；HRC秤采用顶角为120、尖端半径为0.2毫米的菱形锥体，外加150千克的负载(小负载为10千克，大负载为140千克)；对于HRA秤，使用与HRC相同的压头，但负载为60千克(10千克小负载加50千克大负载)。维氏硬度试验维氏硬度试验使用一个对角线为136的钻石方锥作为压头，通过压头产生的压痕对角线来测量材料的硬度。维氏硬度试验中使用的载荷从1千克到120千克，取决于试件的硬度和厚度，但最常用的是10千克、30千克和50千克。这种硬度测试特别适用于厚度非常薄、表面硬化或电

7、镀的材料。肖氏硬度试验肖氏硬度试验不同于前三种硬度试验方法，肖氏硬度试验是用一个下端嵌有金刚石的小圆锤从一定高度落下，冲击水平工件的表面，通过其落下后的回弹高度来确定材料的硬度值。该试验方法的优点是试件表面几乎无痕迹，轻便，便于携带和使用，可应用于大型铸件和其他工件；缺点是锤端容易变形，所以要随时注意校准工作。拉伸试验用拉伸试验机测定铸件的屈服强度、拉伸强度、伸长率和面积收缩率，了解铸件的基本力学性能。必要时，还可以测量铸件的比例极限、弹性极限和弹性系数。测试时，先将试件两端的固定端点固定在试验机的上下夹具上，选择应变率，然后缓慢施加试验机的载荷，直至试件在张力下断裂。屈服点处的计算载荷和最大

8、载荷被重新用于计算铸造材料的屈服强度和抗拉强度。在测量断裂样品的伸长率后，铸件的伸长率和面积收缩由断裂部分的面积计算。冲击试验中常用的冲击试验方法包括夏比冲击试验和伊佐德冲击试验。该试验主要是评价材料的韧性，即试样被冲击破坏所需的能量称为冲击值。测试方法是将冲击锤设置在固定位置，将冲击试件固定在支撑台上，让冲击试件自由下落，击碎试件，记录冲击锤的角度。通过锤的原始角度和撞击后的角度之差，我们可以计算出击碎试件所需的能量，即试件的撞击值。用显微镜观察金属表面微观结构的方法称为金相显微观察，它可分为宏观和微观试验。宏观组织测试一般是指用肉眼或放大镜观察组织少于20次的方法，包括硫印法、宏观蚀刻法、

9、断口检查法等，微观组织测试方法通常是用金相显微镜观察微观组织100次以上。通常，用金相显微镜观察的样品应先研磨成平面，然后抛光成镜面，最后用化学溶液蚀刻，这样观察表面就会出现精细结构。渗透检测行业通常使用渗透剂和成像溶液来检测表面缺陷，如热处理工件的淬火裂纹和气孔检验程序如下：(1)去除附着在工件表面的油污，清洗并干燥；(2)将工件浸入渗透液中或将渗透液完全涂覆在工件表面；(3)浸泡一段时间后，清洗并去除附着在工件表面的渗透物；(4)将工件浸入显影液中。如果有裂纹等缺陷，渗透液会由于毛细作用从内部被吸出，从而在工件表面形成。在黑暗中通过紫外线照射观察荧光渗透物。超声波探伤法利用超声波从工件垂直

10、照射到工件上。通过观察超声波的衰减状态和反射波形，可以检查工件中缺陷的位置和大小。主要设备包括：适当频率的超声波振动装置、反射波显示装置、携带或检测超声波的探头等。磁粉探伤是利用钢铁材料的磁化原理产生磁力线，然后吸收磁粉形成连续的磁粉线，从而检查热处理工件表面淬火微裂纹、气孔等缺陷。在这种测试方法中，首先需要对工件进行磁化，常用的磁化方法有通电法、横移法、磁极法、线圈法和极间法等。因此，磁粉检测方法不能用于未磁化的材料，如不锈钢和高锰钢。接下来，将磁粉涂在工件表面。当磁力线集中在裂纹和气孔等缺陷上时，磁粉会漂浮或不连续，从而可以检查裂纹和气孔等缺陷的位置。(3)钢的热处理均匀化退火简称均匀化。

11、它也被称为扩散退火，因为它是在高温下长时间加热，以充分扩散内部化学成分。加热温度因钢的类型而异。大型钢锭通常在1200-1300均匀化，高碳钢在1100-1200均匀化，锻钢或轧制钢在1000-1200均匀化。完全退火处理完全退火处理是将亚共析钢加热到Ac3温度以上3050，将过共析钢加热到Ac1温度以上50左右，并在该温度下保持足够长的时间，使其成为单相组织(亚共析钢)或伍斯特郡和渗碳体碳的混合组织，然后通过炉内冷却使钢软化，以获得钢的最佳延展性和细晶粒组织。球化退火球化退火的主要目的是通过热处理将钢材料中的层状或网状碳化物凝结成球，从而提高钢的切削性能和加工塑性，特别是对于高碳工具钢。常用

12、的球化退火处理包括：(1)在钢的A1温度上下反复加热冷却数次，使A1变形析出的雪清碳铁继续在球化碳化物上生长；(2)加热到钢的A3或Acm以上的温度，在初始碳化物完全溶解在东方中后淬火，然后根据上述方法进行球化。通过碳化物的球化，可以提高钢淬火后的韧性，防止淬火裂纹，提高钢淬火和回火后的力学性能，延长钢的使用寿命。软化退火软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600-650(低于A1温度)，保持一段时间，然后空冷。其主要目的是再次软化加工硬化的工件，恢复其原始韧性，以便进一步加工。这种热处理方法经常在冷加工过程中重复，因此也称为工艺退火。大多数金属经过冷加工后，材料的强度和硬度会随着加工量的

13、增加而增加，从而导致材料的延性和脆性降低。如果需要进一步加工，必须先进行软化退火热处理，然后才能继续加工。松弛退火松弛退火热处理的主要目的是消除由锻造、铸造、机械加工或焊接引起的残余应力，这些残余应力经常导致工件强度降低和长期变形，并对材料的韧性和延展性产生不利影响。因此，放松安娜莉松弛退火的热处理程序是将工件加热到A1点以下的适当温度，并保持一段时间(不像软化退火热处理那样长)，然后缓慢冷却至室温。应特别注意加热速度慢，特别是对于大型物体或形状复杂的工件，否则弛豫退火的效果会大大降低。正火处理正火热处理有两个重要作用：一是细化工件的晶粒，提高材料的力学性能；另一个目的是调节轧制或铸造结构中碳

14、化物的尺寸或分布，使得碳化物在随后的热处理过程中能够容易地溶解在材料中，从而改善材料的可加工性并使材料均匀。在正火热处理的热处理程序中，工件被加热到高于A3(亚共析钢)或Acm(过共析钢)点温度(即正火温度)30-60的高温，并保持一段时间。当材料变成均匀的东方磁场后，它被放在空气中冷却。每隔25毫米厚度保持温度30分钟，即可估算出标准化时间。正火热处理可分为两步正火、恒温正火和二次正火。淬火淬火处理的主要目的是快速冷却钢，以获得具有高硬度的火星粒状结构。钢的淬火处理有三个不可缺少的要素，即：(1)在伍斯特郡地区加热一段时间(即伍斯特郡转变)；(2)冷却时避免波体变形；(3)通过使钢产生巨大的

15、体积或韧性来硬化钢。淬火处理可分为两个程序，一是加热；一个是冷却。通常，加热温度也称为淬火温度或沃斯田凝固温度，它根据不同的热处理钢而变化。亚共析钢的淬火温度高于Ac3温度30-60，而共析钢和过共析钢的淬火温度高于Ac1温度30-60。冷却时，应分为两个阶段。从加热炉中取出的钢片应在氩变质前冷却到临界区，并应尽快冷却；在氩以下的温度区，需要缓慢冷却，否则很容易造成钢的淬火裂纹或淬火变形。这个温度区也被称为危险区。回火处理通常在淬火处理后进行，以消除淬火处理的不利影响，保持和发挥淬火效果。其主要目的是使淬火产生的显微组织变形或沉淀更加稳定(形成回火的巨块)，降低残余应力，改善相关的力学性能(提

16、高材料的延展性)。不同的回火温度将产生机械强度和延展性的不同组合。一般来说，回火温度大多低于600。由于回火温度较高，任何钢都会表现出快速软化的趋势。此时，碳化物将逐渐凝结和球化，肥料颗粒将再结晶并生长成连续的基体，这是软化的主要原因。回火脆化回火处理应避免产生回火脆化的几个温度范围。这些脆性温度范围因钢的类型而异，包括：(1)270至350脆化(也称为低温回火脆化或脆化)，大多数碳钢和低合金钢在此温度范围内脆化；(2)脆化在400-550时，通常结构合金钢会在此温度范围内产生脆化；(3)475脆化(尤其是铬含量超过13%的化肥颗粒系统不锈钢)；(4)500-570脆化。当工具钢或高速钢在此温度范围内加热时，会析出均匀分布的碳化物，产生二次硬化效应，但也容易造成脆性。大麻淬火处理的主要目的是减小工件在淬火过程中内外温度的巨大差异，使工件内外在较低温度下产生麻场整体变形，从而避免淬火裂纹，在不损失任何淬火硬度的情况下使淬火变形最小化。主要操作程序是淬火马钢回火处理马钢回火处理是将钢淬火到马钢和马钢之间的热浴中。经过长时间的保温，过冷合金沃斯田体的一部分转变为马田粒状体，另一部分转变为向下的韧性体。在该热处理之后，回火处理是不必要的，并且可以降低一般淬火和回火的尖锐程度；最终的结构是一种回火的聚晶弥散体和韧性的混合物，因此它具有高硬度和高韧性的结合。主要缺点是保持恒温需要很长