淬火剂冷却与钢的正火与退火的选择

发布时间:2012-7-20 11:41:23
钢的正火处理 将钢加热到临界点A3或ACcm以上30-50℃,进行完全奥氏体化后在空气中冷却,这种热处理工艺称为正火。热处理工艺是指通过加热、保温和冷却来改变材料的组织以获得所需性能的方法本文根据钢在实践操作中加热温度,冷却条件以及对钢和性能的要求选择钢进行正火处理。 (1)正火目的:细化晶粒,均匀组织,调整硬度等。
  (2)正火组织:共析钢S、亚共析钢F+S、过共析钢Fe3CⅡ+S。
  (3)正火工艺:正火保温时间和完全退火相同,应以工件透烧,即心部达到要求的加热温度为准,还应考虑钢材、原始组织、淬火剂冷却、装炉量和加热设备等因素。正火冷却方式最常用的是将钢件从加热炉中取出在空气中自然冷却或者用淬火剂冷却。对于大件也可采用吹风、淬火剂冷却、喷雾和调节钢件堆放距离等方法控制钢件的冷却速度,达到要求的组织和性能。
(4)正火的应用:
   ①改善钢的切削加工性能。碳的含量低于0.25%的碳素钢和低合金钢,通过正火与淬火剂冷却处理,可以减少自由铁素体,获得细片状珠光体,使硬度提高,可以改善钢的切削加工性,提高使用工具的寿命和减小表面粗糙度。
  ②消除热加工缺陷。中碳结构钢铸、锻、轧件以及焊接件在加热加工后易出现粗大晶粒等过热缺陷和带状组织。通过正火处理与淬火剂冷却可以消除这些缺陷组织,达到细化晶粒、均匀组织、消除内应力的目的。
  ③消除过共析钢的网状碳化物,便于球化退火。当过共析钢中存在严重网状碳化物时,将达不到良好的球化效果,通过正火处理与淬火剂冷却可以消除网状碳化物,改善机械性能,并为以后的热处理做好准备。
  ④提高普通结构零件的机械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳钢和合金钢普结构零件,采用正火与淬火剂冷却处理,达到一定的综合力学性能,可以代替调质处理,作为零件的最热处理。
退火与正火的选择 退火与正火在某些方面有相似之处,正火实质上是退火的一个特例,二者加热温度相,二者目的基本相同,均能消除内应力,细化晶粒。不同之处在于淬火剂冷却速度不同。正火的淬火剂冷却速度比退火稍快,生产周期短、成本低。故正火与淬火剂冷却后钢的组织比较细,强度、硬度、韧性都比退火后的高,并且塑性也不降低,故在实际选用时可从以下三方面考虑。 (1)从切削加工性考虑:一般认为钢材硬度在170-230HBS时,其切削加工性最好。硬度过高,刀具容易磨损,难以加工。硬度过低,切削时容易“粘刀”,使刀具发热而磨损,而且加工后的工件表面不光,粗糙度大。因此,作为预先热处理低碳钢正火优于退火,而高碳钢正火后硬度过高,必须采用退火。 (2)从使用性能上考虑:对于亚共析钢制的零件来说,正火与淬火剂冷却处理比退火具有较好的力学性能。若零件性能要求不高,可用正火作为最终热处理。但当零件形状复杂时正火的淬火液冷却速度较快,易引起开裂,此时采用退火为宜。 (3)从经济上考虑:正火比退火的生产周期短,成本低,生产效率高,操作方便,故在可能的条件下应优先采用正火。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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