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热处理方法 热处理工艺 热处理设备
作者: 发布日期:2018/09/29 关注次数:613

热处理方法 热处理工艺 热处理设备

均质退火处理
简称均质化处理(homogenization),系利用在高温进行长时间加热,使内部的化学成分充分扩散,因此又称为『扩散』。加热温度会因钢材种类有所差异,大钢锭通常在1200℃至1300℃之间进行均质化处理,高碳钢在1100℃至1200℃之间,而一般锻造或轧延之钢材则在1000℃至1200℃间进行此项热处理

※完全退火处理
完全退火处理系将亚共析钢加热至ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至ac1温度以上50℃左右的温度范围,在该温度保持足够时间,使成为沃斯田体单相组织(亚共析钢)或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后,在进行炉冷使钢材软化,以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。

※处理
球化退火主要的目的,是希望藉由热处理使内部的层状或网状凝聚成为球状,使改善钢材之切削性能及加工,特别是高碳的更是需要此种退火处理。常见的球化退火处理包括:(1)在钢材a1温度的上方、下方反复加热、冷却数次,使a1变态所析出的雪明碳铁,继续附着成长在上述球化的碳化物上;(2)加热至钢材a3或acm温度上方,始碳化物完全固溶于沃斯田体后急冷,再依上述方法进行球化处理。使碳化物球化,尚可增加钢材的后韧性、防止淬裂,亦可改善钢材的后机械性质、提高钢材的使用寿命。

※软化退火处理
软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内(a1温度下方),维持一段时间之后空冷,其主要目的在于使以的工件再度软化、回复原先之韧性,以便能再进一步加工。此种热处理方法常在过程反复实施,故又称之为制程退火。大部分金属在冷加工后,材料强度、会随着加工量渐增而变大,也因此导致材料降低、材质变脆,若需要再进一步加工时,须先经软化退火热处理才能继续加工。

※弛力退火处理
弛力退火热处理主要的目的,在于清除因锻造、铸造、或焊接所产生的残留,这种残存应力常导致工件强度降低、经久变形,并对材料韧性、延展性有不良影响,因此弛力退火热处理对于尺寸经度要求严格的工件、有安全顾虑的机械构件事非常重要的。弛力退火的热处理程序系将工件加热到a1点以下的适当温度,保持一段时间(不需像软化退火热处理那么久)后,徐缓冷却至室温。特别需要注意的是,加热时的速度要缓慢,尤其是大型对象或形状复杂的工件更要特别注意,否则弛力退火的成效会大打折扣。

※正常化处理
正常化热处理有两个重要的功用,一是使工件结晶粒微细化而改善材料机械性质;另一个目的是调节轧延或铸造组织中碳化物的大小或分布状态,以利后续热处理时碳化物容易固溶于材质,以便提升材料切削性,并使材质均匀化。正常化热处理的热处理程序,系将工件加热至a3(亚共析钢)或acm(过共析钢)点温度以上30℃至60℃的高温(此即为正常化温度)保持一段时间,材质成为均匀沃斯田体后,静置于空气中使之冷却。正常化时间的估算,可以每25mm厚度持温30分钟来估算需持温时间。正常化热处理又可分为二段正常化、恒温正常化及二次正常化等多种改良式正常化热处理。


淬火处理的主要目的是将钢材以便获得硬度极大的散体组织。钢的淬火处理有三个要件,缺一不可,分别是:(1)在沃斯田体区域内加热一段时间(即沃斯田体化);(2)冷却时要能避开ar’(波来体)变态;及(3)使钢材产生麻田散体或变韧体而硬化。

淬火处理可分为两个程序来实施,一是加热;一是冷却。通常加热温度又称为或沃斯田体化温度,依热处理钢材的不同而有所差异。亚共析钢的淬火温度在ac3温度以上30℃至60℃范围内,共析钢及过共析钢的淬火温度则是加热至ac1温度以上30℃至60℃温度范围内。冷却时要分两个阶段来冷却,钢从加热炉取出的钢件,一直冷却到ar’’变态前的临界区域,要尽量迅速冷却;在ar’’以下的温度区域则需采缓慢冷却的方式,否则易造成钢材的淬裂或淬火变形,此温度区域又称为危险区域。

※处理
一般回火处理常继在淬火处理之后实施,以便消除淬火处理之不良影响而保留并发挥淬火之功效,其主要目的是使淬火生成的组织变态或析出更加安定(使形成回火麻田散体),减少残留应力并改善相关机械性质(提升材料延展性)。不同,会产生不同的机械强度与延展性组合,一般回火温度大多在600℃以下,因为更高的回火温度,任何钢材都会呈现急速软化的趋势,此时碳化物逐渐凝聚而球化、肥粒体会而成长为连续基地,是软化的主要原因。

※回火
回火处理要避开几个会产生回火脆性的温度范围,这些脆化温度范围视钢材种类而有所不同,包括:(1)270℃至350℃脆化(又称低温回火脆性或a脆性),大多数的及,都在此温度范围内发生脆化现象;(2)400℃至550℃脆化,通常构造用在此温度范围内会产生脆化现象;(3)475℃脆化(特别指cr含量超过13%的肥粒体系不锈钢);(4)500℃至570℃脆化,针对工具钢或在此温度范围加热,会析出分布均匀的碳化物,产生二次硬化效果,但也易导致脆性。

※麻淬火处理
麻淬火处理的主要目的,在降低淬火时工件内外温度的巨大差异,并使于较低温度时工件内外一起产生麻田散体变态,可避免淬火破裂,并使淬火变形量降至最低而无损任何淬火硬度。其主要操作程序系将钢材淬入至温度在ms点微上之热浴中,短暂持温使工件内外温度相同后,再提出空冷,使工件形成麻田散体变态的热处理方法。

※麻回火处理
麻回火处理是将钢材淬入ms与mf温度范围之间的热浴,经过长时间持温后,使过冷合金沃斯田体一部分变态成麻田散体,一部分变态成下变韧体。此种热处理后,可不必再行回火处理,且可降低一般淬火回火之急剧程度;其最终组织为回火麻田散体及变韧体之混合,因此拥有高硬度和高韧性的组合。主要的缺点是需要保持恒温的时间甚久,在工业应用上较不经济。

※沃斯回火处理
沃斯回火处理是一种较为特殊的热处理方法,主要程序是将钢材淬入温度介于s曲线鼻部与ar’’(ms点)温度之间的热浴,直到过冷沃斯田体成变韧体才取出空冷的一种热处理方法,亦称为变韧淬火,它不需要再行回火处理。沃斯回火的最大特色是可得高硬度、高韧性兼具的材质,一般而言,变态温度愈高,强硬度愈低,但可增进低温韧性;变态温度愈接近ms温度,所得之强度、硬度皆大增,且及亦大增,颇适合小型工件之大量生产。

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