在模具制造中使用的模具钢以及CNC机加工中使用的钢材等,都会经过热处理,以获得产品加工所需要的材料特性,分为退火、正火、淬火、回火四个过程,我们今天就对这 4种钢材的热处理过程做介绍。
1、退火
是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后缓慢冷却到室温,其实质是将钢加热奥氏体化后进行珠光体转变。目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。
退火有完全退火、球化退火、去应力退火等几种。
A.将钢加热到预定温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却称为完全退火,目的降低钢的硬度,消除钢中不均匀组织和内应力。
B.把钢加热到750度,保温一段时间,缓慢冷却至500度下,最后在空气中冷却叫球化退火. 目的是降低钢的硬度,改善切削性能,主要用于高碳钢。
C.去应力退火又叫低温退火,把钢加热到500~600度,保温一段时间,随炉缓冷到300度以下,再室温冷却,退火过程中组织不发生变化,主要消除金属的内应力。
退火目的和作用:降低钢的硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工;细化晶粒,消除因锻、焊等引起的组织缺陷,均匀钢的组织成分,改善钢的性能或为以后的热处理做准备;消除钢中的内应力,以防止变形或开裂。
2、正火
将钢件加热到临界温度以上 30-50C保温适当时间后,在静止的空气中冷却的热处理工艺称为正火。
正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,正火的主要目的是细化组织,改善钢的性能,获得接近平衡状态的组织。常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。
正火与退火工艺相比,其主要区别是正火的冷却速度稍快,所以正火热处理的生产周期短。故退火与正火同样能达到零件性能要求时,尽可能选用正火。
3、淬火
将钢件加热到临界点以上某一温度(45 号钢淬火温度为 840-860C,碳素工具钢的淬火温度为 760~780C), 保持一定的时间,然后以适当速度在水(油) 或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却以获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。
淬火后钢件变硬,但同时变脆。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,获得所需的力学性能。马氏体组织是钢经淬火后获得的不平衡组织,它的硬度高,但塑性、韧性差。马氏体的硬度随钢的含碳量提高而增高。
淬火态工件不允许直接投入现场使用,通常在此之后必须实时进行1—2 次或以上之回火加工,以调整其组织及应力等。
淬火与退火、正火处理在工艺上的主要区别是冷却速度快,目的是为了获得马氏体组织。
4、回火
钢件淬硬后,再加热到临界温度以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺称为回火。
淬火后的钢件一般不能直接使用,必须进行回火后才能使用。因为淬火钢的硬度高脆性大,直接使用常发生脆断。通过回火可以消除或减少内应力、降低脆性,提高韧性。另一方面可以调整淬火钢的力学性能,达到钢的使用性能。根据回火温度的不同,回火可分为低温回火、中温回火和高温回火三种。
A.低温回火150~250降低内应力、脆性,保持淬火后的高硬度和耐磨性。
B.中温回火350~500,提高弹性、强度。
C.高温回火5 00~650,钢件在高于 500的回火称为高温回火。淬火钢件经高温回火后,具有良好综合力学性能( 既有一定的强度、硬度,又有一定的塑性、韧性)。
所以一般中碳钢和中碳合金钢常采用淬火后的高温回火处理,轴类零件应用最多。
淬火+高温回火称为调质处理。
简述
退火:是把工件放在炉中缓慢加热到临界点以上的某一温度,保温一段时间,随炉缓慢冷却下来的一种热处理工艺(炉冷)。
正火:是将加热后的工件从炉中取出置于空气中冷却(空冷)。
淬火:是将工件加热至淬火温度(临界点以上 30-50度) 并保温一段时间,然后投入淬火剂中快速冷却。
回火:是零件淬火后进行较低温度的加热与冷却。