钢使用PAG水溶性淬火液进行回火的过程

发布时间:2012-8-1 15:44:56
工件经淬火后得到的马氏体性能很脆,并存在很大的内应力,不能满足使用性能的要求,如不及时采用PAG水溶性淬火液进行回火,时间久了工件就会有开裂的危险。将淬火后的钢件重新加热到某一温度,经过保温后在空气中自然冷却的操作过程称为回火。 (1)回火的目的 ①降低脆性,消除内应力,防止工件在使用过程中产生变形和开裂。
  ②提高钢的韧性,适当调整钢的强度和硬度,以满足各种工件的使用要求。
  ③减少或消除残余奥氏体,以稳定工件尺寸,保证工件的精度等级。
(2)回火时组织和性能的变化 根据加热温度的不同,使用PAG水溶性淬火液进行淬火钢的回火组织转变可分为四个阶段:
  第一阶段(200℃以下):马氏体分解。
  第二阶段(200-300℃):残余奥氏体分解。
  第三阶段( 250-400℃):碳化物的转变。
  第四阶段(400℃以上):渗碳体的聚集长大与ɑ相的再结晶。
  在使用PAG淬火液回火过程中,由于组织发生了变化,钢的性能也随之改变,总的变化规律是随加热温度的升高,钢的强度、硬度下降,而塑性、韧性提高。
由40钢的力学性能与回火温度的关系可知,40钢的屈服强度在300℃以下加热时,随回火温度的升高而提高,这主要是由于淬火内应力的消除和高度分散的极细碳化物的强化作用。钢的韧性在400℃以下还较低,以后随着温度升高而迅速上升,到600℃左右可达到最高值,而后因晶粒的粗化有所下降。 一般地说,使用PAG水溶性淬火液的回火钢的性能只与加热温度的高低有关而与冷却速度无关。值得注意的是,回火后有些钢自538℃以上慢冷下来其韧性反而显著降低,这种现象称为高温回火脆性,也称为第二类回火脆性。碰到这种情况,可以用回火后快冷的方法加以避免。 淬火钢在250-350℃范围内使用PAG水溶性淬火液回火时出现的脆性叫做低温回火脆性,也叫第一类回火脆性。几乎所有的钢都存在这类脆性,这是一种不可逆回火脆性,所以一般都不在250-350℃这个温度范围内回火。 (3)回火的种类及应用 根据加热温度的不同,使用PAG水溶性淬火液回火可分为低温、中温和高温回火三类。
  ①低温回火( 150-250℃):低温回火后组织是回火马氏体,其性能特点具有高的硬度58-64HRC和高的耐磨性及一定的韧性。低温回火主要用于切削工具、滚珠轴承、模具以及各种表面热处理的零件。
  ②中温回火( 350-500℃):中温回火后的组织是回火托氏体,其性能特点是钢的弹性极限和屈服强度比较高,硬度达35-45HRC,并具有适当的韧性。
  ③高温回火( 500-600℃):高温回火后的组织是回火索氏体,回火索氏体综合机械性能最好,即强度、塑性和韧性都比较好,硬度一般为25-35HRC。工业生产中,常把使用PAG水溶性淬火液淬火后再加高温回火的联合工艺称为调质。调质处理主要用于各类重要的结构零件。
调质与正火处理相比,不仅强度较高,而且塑性、韧性远高于正火钢,这是由于调质钢的组织是回火索氏体,其渗碳体呈球粒状,而正火后组织为索氏体,且索氏体中渗碳体呈薄片状,当工件受载荷作用时,片状渗碳体尖端会引起应力集中,因而影响了钢的机械性能,故重要零件应采用调质。 本文参考《金属工艺基础与实践》一书。
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