干货!一文(wén)带你了解正火、退火、淬火、回火(huǒ)
发布时间(jiān): 2019-10-15 来源:洛阳(yáng)九州手机版登录入口和顺祥机械有(yǒu)限公司 点击(jī):1743
退(tuì)火与回(huí)火的(de)区别在于:(简单地说,退火就是(shì)不要硬度,回火(huǒ)还保留一定硬度)。
回火:
高温(wēn)回火所(suǒ)得组织(zhī)为回火索氏体。回火(huǒ)一般不单(dān)独(dú)使用,在零件淬火处(chù)理后进(jìn)行(háng)回火,主要目的是(shì)消除淬火应力,得到要求(qiú)的组(zǔ)织,回火根据回火温度的(de)不同分为(wéi)低(dī)温、中温和(hé)高(gāo)温回火。分别得到回火马氏体、屈氏体和索氏体(tǐ)。
其中淬火后进行高温回火相结合(hé)的(de)热(rè)处理称为调质处理,其目(mù)的是获得强(qiáng)度,硬度(dù)和塑(sù)性,韧性(xìng)都较好的综合机械性能。因此,广(guǎng)泛用于汽车,拖拉机,机床等(děng)的重要结构零件,如连杆,螺栓,齿轮及轴类。回火后(hòu)硬度一般(bān)为HB200-330。
退火:
退火(huǒ)过程(chéng)中发生得是珠光体转变,退火的主(zhǔ)要目的(de)是使金属内部组织达到(dào)或接近平衡状态,为后续加工(gōng)和(hé)***终热处理做准备。去应力退火是为了(le)消除由(yóu)于塑性形变加工(gōng)、焊接等而造成的以(yǐ)及铸件(jiàn)内存在的残余应力而进(jìn)行的退火工艺。锻造、铸造、焊接(jiē)以及切(qiē)削加工后的工件(jiàn)内部存(cún)在内应力,如不及时消除,将使工件(jiàn)在加工和使用(yòng)过程中发生变形,影响工(gōng)件精度。采用去应力退火消除加(jiā)工过程中产(chǎn)生(shēng)的内应(yīng)力十分重要(yào)。去应力退火的加热(rè)温度低于(yú)相变(biàn)温度,因此,在整(zhěng)个热处(chù)理过程中(zhōng)不发生组织(zhī)转变。
内应力主(zhǔ)要是通过工件(jiàn)在保温(wēn)和(hé)缓冷过程中自然消除的。为了使工件内(nèi)应力消除得更彻(chè)底,在加热时应控制加热温度。一(yī)般是低温进炉(lú),然后以100℃/h左右得(dé)加热速度加热到规定温(wēn)度。焊接件得(dé)加热(rè)温度应略高于600℃。保温时间视情况而定,通常为2~4h。铸(zhù)件去应(yīng)力(lì)退火的保温时间(jiān)取上限,冷却速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下才能出(chū)炉空冷。时效处(chù)理(lǐ)可(kě)分为自(zì)然时效和(hé)人(rén)工时效两种自(zì)然时效是将铸件置于露天场地半年以上,便其缓缓地发生,从(cóng)而使残余(yú)应力消除(chú)或减少,人工时效是将铸件加热到550~650℃进行去应力退火,它比自然时效节省时间,残余(yú)应力去除较为彻底。
什么叫回火?
回火是(shì)将淬火后的金(jīn)属成材或零(líng)件加热(rè)到某一(yī)温度,保温一定时间后,以一(yī)定方式(shì)冷却的(de)热处理工(gōng)艺,回火是淬火(huǒ)后紧接着进行的一种(zhǒng)操作,通常(cháng)也是工件进行(háng)热处理的***后一道工(gōng)序(xù),因而把淬(cuì)火和回火的联合工艺称为***终热处理。淬火(huǒ)与回火的主要目的是:
1)减(jiǎn)少内应(yīng)力和降低脆性,淬火(huǒ)件存在着很(hěn)大的应力和脆性,如没(méi)有及时回火往往会产生变形甚(shèn)至开裂。
2)调整工件的机(jī)械性能,工件淬火后(hòu),硬度高,脆性大,为了满足各种(zhǒng)工件不同的(de)性能要求,可以通过回火来调整,硬度,强度(dù),塑性(xìng)和韧性。
3)稳定工(gōng)件尺寸。通过回火可使金相组织(zhī)趋(qū)于稳定(dìng),以保证(zhèng)在以后的(de)使用(yòng)过程中不再发生变形。
4)改(gǎi)善某些合金钢的切(qiē)削性能。
在生产中(zhōng),常根据对工(gōng)件(jiàn)性(xìng)能的要求。按加(jiā)热温度的不同,把回火分为低温回(huí)火,中温回(huí)火,和(hé)高温回火。淬火和(hé)随后的高温回(huí)火相结(jié)合的热处(chù)理(lǐ)工艺称为调质(zhì),即在具(jù)有高(gāo)度强度的同时,又有好的(de)塑性(xìng)韧(rèn)性。主要(yào)用于处理随较大(dà)载荷的机器结(jié)构零(líng)件,如机床主轴,汽车后桥半轴,强力齿轮等(děng)。
什么叫淬(cuì)火?
淬火是把金属成材或(huò)零件加热到相变温度以上,保温后,以大于临界冷却(què)速度(dù)的(de)急剧冷却,以获得马氏体组(zǔ)织的热处(chù)理工艺。淬火是为了得到(dào)马氏(shì)体组织(zhī),再经回火后,使工件获(huò)得良(liáng)好的使(shǐ)用性能,以充分发挥材料的潜力。其主要目的(de)是:
1)提高金属成材或零件的(de)机械性能。例如:提高(gāo)工具、轴承等的硬度和耐磨性,提(tí)高(gāo)弹(dàn)簧(huáng)的(de)弹性极限,提高轴类零件的综合机械性(xìng)能等。
2)改善(shàn)某些(xiē)特殊钢(gāng)的材料性能或化学性能(néng)。如提高不锈钢的耐蚀(shí)性(xìng),增加(jiā)磁钢的永(yǒng)磁性等。
淬火冷却时(shí),除需合理选用淬火介质外,还要有正确的(de)淬火(huǒ)方法,常(cháng)用的淬火方法(fǎ),主要有单液(yè)淬火,双(shuāng)液淬火,分级淬(cuì)火(huǒ)、等(děng)温淬火,局部淬火等(děng)。
正火、退火(huǒ)、淬火、回火(huǒ)、的区别与联系?
正火有以(yǐ)下目的和用途:
① 对亚共析钢,正火用以消除铸(zhù)、锻、焊件的过热粗晶组织和魏(wèi)氏组织,轧材中的带状组织;细化晶粒;并可(kě)作为淬火(huǒ)前的(de)预先(xiān)热处(chù)理。
② 对过共析钢,正(zhèng)火可以消除(chú)网状二次渗(shèn)碳体,并(bìng)使珠光(guāng)体(tǐ)细化,不但改善机械性能,而且有(yǒu)利于以后的球化退火。
③ 对低碳深冲(chōng)薄(báo)钢(gāng)板,正(zhèng)火可以消除晶界的游离渗碳体(tǐ),以改善其深冲性能。
④ 对低碳钢和低碳低(dī)合金钢,采用正火,可得到(dào)较多的细片状珠光体组(zǔ)织,使硬度增高到HB140-190,避免切削时的“粘刀”现象(xiàng),改善切削加工性。对中碳钢,在既可用正火又可(kě)用退火的场(chǎng)合下,用(yòng)正(zhèng)火更为经(jīng)济和方便(biàn)。
⑤ 对普通(tōng)中碳(tàn)结构钢,在力学性能要(yào)求不高的场合下,可用正火代替淬(cuì)火加高温(wēn)回(huí)火,不仅操(cāo)作简便,而且(qiě)使(shǐ)钢(gāng)材的组织和尺寸稳定。
⑥ 高(gāo)温正火(Ac3以上150~200℃)由于高温下扩(kuò)散速度较(jiào)高(gāo),可(kě)以减(jiǎn)少铸件和锻件的成分偏析(xī)。高(gāo)温正火后的粗大晶粒可通过随后第二次较(jiào)低温度的正火予以细化。
⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉(lú)的低(dī)、中(zhōng)碳合金钢(gāng),常采用(yòng)正火以获得贝氏体(tǐ)组织(zhī),再(zài)经高温(wēn)回火,用于(yú)400~550℃时具有(yǒu)良好的抗蠕变能力。
⑧ 除钢件和钢(gāng)材以(yǐ)外,正火还广泛(fàn)用(yòng)于球墨铸铁热处理,使(shǐ)其获得珠(zhū)光(guāng)体(tǐ)基体(tǐ),提高球墨铸(zhù)铁的强度。
由于正火的特(tè)点是空气冷却,因而环(huán)境气温、堆放方式、气(qì)流及工件(jiàn)尺(chǐ)寸对正(zhèng)火后(hòu)的组织(zhī)和性能均有影响。正火组织还可(kě)作为合金钢的一种分类方法。通常根据直径为25毫米的试样加热到900℃后,空冷得到的组织,将(jiāng)合金(jīn)钢(gāng)分(fèn)为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢(gāng)和(hé)奥氏(shì)体钢(gāng)。
退火是(shì)将(jiāng)金属(shǔ)缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然(rán)后以适宜速(sù)度冷却的一种金属热处理工艺。退火热处(chù)理分为完全(quán)退火,不完(wán)全退火和去应力(lì)退火(huǒ)。退(tuì)火(huǒ)材(cái)料的力学(xué)性能可以用拉伸试验来检测,也可以用(yòng)硬度试验来检测。许多(duō)钢材都是以退(tuì)火热处理(lǐ)状态供货的,钢材硬度检测可以采用洛氏(shì)硬度计,测试HRB硬度,对于较薄的钢(gāng)板、钢(gāng)带(dài)以及薄(báo)壁钢管,可以采(cǎi)用表面(miàn)洛氏硬度计,检测HRT硬度。
退(tuì)火的目的(de)在于:
① 改善或消除(chú)钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各(gè)种组织缺陷以及残余(yú)应(yīng)力,防止工件变形、开裂(liè)。
② 软化工件以便进行切削加工。
③ 细化晶粒,改善组织以提高工件的(de)机械性能。
④ 为***终热处理(lǐ)(淬火、回火)作好组织准备。
常用的(de)退火工艺有:
① 完全退火。用(yòng)以细化中、低碳钢(gāng)经铸造、锻(duàn)压(yā)和焊接后出现的力学性能不佳的(de)粗大(dà)过热组织。将工件加(jiā)热到(dào)铁素(sù)体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温(wēn)一段时间(jiān),然后随(suí)炉缓慢冷却(què),在冷却过程中(zhōng)奥(ào)氏体再次发生转(zhuǎn)变,即可使钢的组织变细。
② 球(qiú)化退火。用以降低工具(jù)钢和轴承钢锻压后的偏高硬度(dù)。将工件加热到钢开始形成(chéng)奥氏体的温度以(yǐ)上(shàng)20~40℃,保温后缓慢冷(lěng)却(què),在冷(lěng)却过(guò)程(chéng)中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而(ér)降低了硬度。
③ 等温退火。用以降低某些(xiē)镍、铬含量(liàng)较高的合金结构钢的高硬(yìng)度,以进行切削加(jiā)工。一般先以较快(kuài)速(sù)度冷却到奥(ào)氏体***不稳(wěn)定的温度(dù),保温适(shì)当时间,奥氏体转变为托氏体或(huò)索氏(shì)体,硬(yìng)度(dù)即可降 低。
④ 再(zài)结晶退火。用以消除金(jīn)属线材、薄板在冷拔、冷(lěng)轧过程中的硬化现象(硬度升(shēng)高、塑性下降)。加热温度一般为钢开(kāi)始形成(chéng)奥氏(shì)体的温(wēn)度以下50~150℃ ,只有(yǒu)这样才能消除加(jiā)工硬(yìng)化(huà)效应使金(jīn)属(shǔ)软化(huà)。
⑤ 石墨化退火。用以使(shǐ)含有大(dà)量渗碳体的铸铁(tiě)变成塑性良好的(de)可锻铸铁(tiě)。工艺(yì)操作是将铸(zhù)件加热到950℃左右,保温(wēn)一定时(shí)间后适当冷却(què),使渗碳体分解形成团絮状石(shí)墨。
⑥ 扩(kuò)散退火(huǒ)。用以使合金铸(zhù)件化学(xué)成分均匀化,提高其使用性能。方法是在不发生(shēng)熔(róng)化的前提下,将铸件加热到(dào)尽可能高的温度(dù),并长时间保温,待合(hé)金中各种元素(sù)扩散趋于均匀(yún)分布后缓(huǎn)冷。
⑦ 去应力退火。用(yòng)以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加(jiā)热后开始形(xíng)成奥氏(shì)体(tǐ)的(de)温度以下100~200℃,保温后在(zài)空(kōng)气中冷却,即可消(xiāo)除内应力。
淬火,金属和玻璃的一(yī)种热处理(lǐ)工艺。把合(hé)金制品或玻璃加(jiā)热(rè)到一(yī)定温度,随即在水、油或空气中急速冷(lěng)却,一般(bān)用以提高合金的硬度和强度。通称“蘸火”。将经过(guò)淬(cuì)火(huǒ)的(de)工件重新加热到低于下临界(jiè)温度(dù)的适当温度,保(bǎo)温一段(duàn)时(shí)间后在空气或水、油等介质(zhì)中冷却的金属热处理。
钢铁(tiě)工件(jiàn)在淬火(huǒ)后具有以下特点:
① 得到了马氏体、贝氏体(tǐ)、残(cán)余奥(ào)氏体等(děng)不平(píng)衡(héng)(即不稳定)组织(zhī)。
② 存在较大内应力(lì)。
③ 力学性能不能满足(zú)要求。因此,钢铁(tiě)工件淬火后一般都要经过回(huí)火。
回(huí)火的作用在于:
① 提高组织(zhī)稳定性,使工件在使用过(guò)程(chéng)中不再发生组织转变,从而使工件几何尺寸和性能保持稳(wěn)定。
② 消(xiāo)除内应力(lì),以(yǐ)便改善工件的使用性能并稳定工(gōng)件几何尺(chǐ)寸。
③ 调整钢铁的(de)力学(xué)性能以满足使(shǐ)用要求。
回火之所以具(jù)有这些(xiē)作用,是因为温(wēn)度(dù)升高时(shí),原子活(huó)动能(néng)力增(zēng)强,钢铁中的(de)铁、碳和其他合金(jīn)元素的(de)原(yuán)子可以较快地进(jìn)行扩散,实现(xiàn)原子的重新(xīn)排列组合,从而使(shǐ)不稳定(dìng)的(de)不平衡(héng)组织(zhī)逐(zhú)步转(zhuǎn)变(biàn)为稳定(dìng)的平衡组织(zhī)。内应力的消除还与温度升高时金属强度(dù)降低有关(guān)。一般钢铁回火时,硬度和强(qiáng)度下降,塑性(xìng)提(tí)高。回火温度越高,这些力学性能的(de)变化越大。有些合金元素含量较高的合金钢,在某一(yī)温度范围回火时(shí),会析(xī)出(chū)一些颗粒细小的金(jīn)属化合物,使强度和硬度上(shàng)升。这种现象称为二次硬(yìng)化。
回火要(yào)求:用(yòng)途不(bú)同的工(gōng)件应在不同(tóng)温(wēn)度下回火(huǒ),以(yǐ)满足使用中的要求。
① 刀具、轴承、渗碳淬火零件、表面淬火(huǒ)零(líng)件(jiàn)通常(cháng)在250℃以下进行低温回火。低温(wēn)回火后硬度变(biàn)化不大,内应力减小,韧性稍有提高。
② 弹簧(huáng)在350~500℃下中温回火,可获得(dé)较(jiào)高(gāo)的弹性和必(bì)要(yào)的韧性。
③ 中碳结构钢制作的零件通常(cháng)在500~600℃进行高温回火,以获得适宜(yí)的(de)强度与韧性的良好(hǎo)配(pèi)合(hé)。
淬火加(jiā)高温回火的热处理(lǐ)工(gōng)艺总称为调质。
钢在300℃左右回火时,常使其脆性(xìng)增大,这种现象(xiàng)称(chēng)为***类回火(huǒ)脆性(xìng)。一般不应在这个(gè)温度区间回火。某(mǒu)些中碳合金结构钢在高(gāo)温(wēn)回火后,如果(guǒ)缓慢冷(lěng)至室温,也易于(yú)变(biàn)脆。这种现象称为第二类回(huí)火脆(cuì)性。在钢中加(jiā)入钼,或回火时在油或(huò)水中(zhōng)冷却,都可(kě)以防(fáng)止第二类回火(huǒ)脆性。将第二类回火(huǒ)脆性的钢(gāng)重(chóng)新加热至原(yuán)来的回火(huǒ)温度,便可以消除这种脆性(xìng)。
一.钢的退(tuì)火
概念:将(jiāng)钢加热、保(bǎo)温后缓慢冷(lěng)却(què),以获得接近(jìn)平衡(héng)组织的工艺过程。
1、完(wán)全退火
工艺:加热Ac3以上30-50℃→保温→随(suí)炉(lú)冷到500度以下→空冷室温。
目的:细化晶(jīng)粒(lì),均匀组织(zhī) ,提高塑韧性,消(xiāo)除内应(yīng)力(lì),便于机械加工(gōng)。
2、等温(wēn)退火
工艺:加(jiā)热Ac3以上(shàng)→保温→快冷至珠光体转(zhuǎn)变温度(dù)→等温停留→转变为P→出炉空冷;
目的:同上。但(dàn)时间(jiān)短(duǎn),易控制,脱氧、脱(tuō)碳小。(适用于过冷A比(bǐ)较稳定的合金钢及大(dà)型碳钢(gāng)件)。
3、球化退(tuì)火
概念(niàn):是使钢中(zhōng)的渗碳体球(qiú)化的工艺过程。
对象:共析(xī)钢和过(guò)共析钢
工艺:
(1)等温球(qiú)化退火(huǒ)加(jiā)热Ac1以上(shàng)20-30度→保(bǎo)温→迅速冷却到Ar1以(yǐ)下(xià)20度→等温→随炉冷至600度(dù)左右(yòu)→出炉空冷。
(2)普通(tōng)球(qiú)化退火加热Ac1以上(shàng)20-30度→保(bǎo)温→极缓慢冷(lěng)却至600度左右→出炉空冷(lěng)。(周期长,效率低,不适用)。
目的:降低硬度、提高塑韧性,便于切削(xuē)加(jiā)工。
机理:使片(piàn)状或网状渗碳(tàn)体变成颗粒状(球(qiú)状)
说明:退火加热时(shí),组织没有完全A化,所以又称不完全退火。
4、去应力(lì)退火
工艺:加热到Ac1以(yǐ)下某一温(wēn)度(dù)(500-650度)→保(bǎo)温→缓冷至室温。
目的:消(xiāo)除(chú)铸件、锻(duàn)件、焊接件(jiàn)等的残(cán)余(yú)内应力,稳定工件尺(chǐ)寸(cùn)。
二.钢的回火(huǒ)
工艺:将淬(cuì)火(huǒ)后的(de)钢重新(xīn)加热到A1以下某一(yī)温度(dù)保温,然后冷却(一般空冷(lěng))至室温。
目的:消(xiāo)除(chú)淬火产生的内应力,稳定工(gōng)件尺寸(cùn),降低脆性,改(gǎi)善切削加(jiā)工性能。
力(lì)学性能:随着回火温度(dù)的(de)升高,硬度、强度下降,塑性韧性升高。
1、低温回火:150-250℃ ,M回(huí),减少内应力和脆性,提(tí)高(gāo)塑韧性,有较高(gāo)的硬度(dù)和耐(nài)磨性。用(yòng)于制作量具(jù)、刀(dāo)具和滚动轴(zhóu)承等。
2、中(zhōng)温回火:350-500℃ ,T回,具有较(jiào)高的弹性,有一定的塑(sù)性和硬度。用于制作弹(dàn)簧、锻模(mó)等(děng)。
3、高温回火(huǒ):500-650℃ ,S回,具有良好的综(zōng)合力学(xué)性能。用于制(zhì)作齿(chǐ)轮、曲轴等。