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影響淬火鋼回火性能的因素
鋼淬火后得到的是馬氏體或馬氏體+少量殘余奧氏體,淬火鋼必須進(jìn)行回火.即將淬火后的鋼加熱至Ac 以下某一溫度。保溫一定時(shí)問。然后冷卻至室溫,以獲得回火馬氏體、回火托氏體或回火索氏體等組織所需的性能。 一般淬火鋼組織都是不穩(wěn)定的,都有向穩(wěn)定組織轉(zhuǎn)變的傾向,隨著回火溫度的升高,淬火鋼組織要經(jīng)過馬氏體分懈、殘余A轉(zhuǎn)變和碳化物的析出、擴(kuò)散、聚集長(zhǎng)大三個(gè)過程的變化,使鋼的塑性韌性提高,而強(qiáng)度硬度下降,同時(shí)淬火內(nèi)應(yīng)力消除比較充分。因此,淬火鋼的回火溫度選擇是熱處理的關(guān)鍵工序,是決定零件性能的主要因素。筆者根據(jù)教學(xué)過程中的一些心得.對(duì)影響淬火鋼性能的因素和如何合理選擇回火溫度作了鞍全面的歸納。 (1)鋼的形變淬火是將壓力加工與熱處理工藝相結(jié)合,有效地綜合利用形變強(qiáng)化與相變強(qiáng)化相結(jié)臺(tái)的效果。與普通淬火處理相比,低溫形變淬火能在保持塑性基本不變的情況下,提高抗拉強(qiáng)度10% 一30% ,有時(shí)能達(dá)加% 。因低溫淬火而產(chǎn)生強(qiáng)化效果可保持很高的回火溫度,例45CrMnSi經(jīng)低溫形變后硬度增量(與普通淬火相比)約為4.5HRC左右指標(biāo),大大提高了回火穩(wěn)定性 一部分鋼在高溫形變淬火后與普通熱處理相比鞍強(qiáng)度提高10% ~30% ,有時(shí)高達(dá)40% ,提高塑性40% ~50% 。因此鋼的形變淬火較大程度地提高了形變淬火鋼的強(qiáng)度、硬度等性能。因此在得到相同硬度的條件下,形變淬火鋼回火溫度比普通淬火鋼提高30—40℃ 以減少變形應(yīng)力。 (2)在同一介質(zhì)中淬火,高溫快速加熱比普通加熱淬火后鋼的硬度高2~4HRC。因此要得到相同的硬度.前者的回火溫度要高于后者回火溫度20~3O℃(3)為了使某些鋼有較好的強(qiáng)韌性,往往淬火加熱溫度選擇在Ac,一Ac 之間(即A +F組織區(qū)間),淬火加熱溫度鞍低,奧氏體合盤化程度鞍低,即淬火硬度不高,回火抗力不如普通淬火鋼好,因此在獲得相同硬度的前提下,這種淬火鋼的回火溫度比普通淬火鋼的回火溫度低30—70℃ .這種淬火一般用于低、中碳鋼和低、中舍金結(jié)構(gòu)鋼中。 (4)淬火鋼淬火后如達(dá)到所需的硬度值則按正常溫度回火。一般情況下,低碳鋼、低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火后硬度不小于58—6OHRC;中碳結(jié)構(gòu)鋼、中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼經(jīng)淬火后硬度為5O~55HRc;軸承鋼、合金工具鋼和碳素工具鋼經(jīng)淬火后硬度為55—60HRC;高速鋼經(jīng)淬火后硬度應(yīng)大于60HRC;若淬火后達(dá)不到正常淬火硬度.則不能按正常溫度回 火,應(yīng)適當(dāng)降低回火溫度。 (5)等溫淬火鋼因有一定數(shù)量的殘余A(比普通淬火鋼多), 等溫淬火過程中得到的組織大部分是B ,硬度低于普通淬火鋼。所以回火時(shí)溫度應(yīng)低一些,同時(shí)為了使殘余A發(fā)生轉(zhuǎn)變應(yīng)增加回火次數(shù)。例如,一般高速鋼分級(jí)淬火后約有2O% 一25%的殘余A,為了盡量消除殘余A的量,提高硬度,通常需經(jīng)550~570qc三次回火;而高速鋼等溫淬火約有40% 一45% 的殘余A,為了達(dá)到回火的二次硬化和回火充分,通常需經(jīng)4~5次高溫回火,才能達(dá)到同 樣的效果。 (6)當(dāng)鋼的淬透性和淬硬性都較好時(shí),回火溫度應(yīng)選得略高些,反之取略低。 (7)為了達(dá)到相同的硬度,相同含碳量的碳鋼淬火后的回火溫度應(yīng)低于合金鋼的回火溫度。因合金鋼有較高的回火穩(wěn)定性能?管浕芰(qiáng)。 (8)同一牌號(hào)的淬火鋼.在工藝條件基本一樣時(shí),大件淬火硬度低于中小件,厚件低于薄件 因此要獲得所需的硬度和力學(xué)性能,大件的回火溫度應(yīng)低于小件回火溫度。 (9)易變形淬火件熱處理后校直,而校直后叉需增加一道回火工序,以消除校直應(yīng)力.此時(shí)的回火溫度應(yīng)以不降低硬度為前提.低于正;鼗饻囟20~40℃ 。 (10)在相同的淬火加熱溫度冷卻介質(zhì)的條件下,用不同的方法加熱得到的硬度不一樣,即使同樣的淬火硬度.回火設(shè)備不同,得到的硬度也不一樣.一般電爐回火溫度應(yīng)高一些;在熔爐和攪拌電爐中回火溫度應(yīng)選得低一些。總之.淬火鋼應(yīng)及時(shí)回火,消除淬火應(yīng)力。防止工件在使用過程中發(fā)生變形開裂,通過回火提高鋼的韌性.適當(dāng)調(diào)整鋼的強(qiáng)度和硬度,使工件達(dá)到所需的力學(xué)性能。充分回火以得到穩(wěn)定組織和性能,多次回火可使殘余A 充分轉(zhuǎn)變,控制變形是穩(wěn)定尺寸、保證工件精度和產(chǎn)生=敬硬效應(yīng)的有效措施,合理選擇回火溫度,可得到所需力學(xué)性能的合格產(chǎn)品。