錳鋼篩網加工(gōng)中,用到淬火熱處理工藝,那麽淬火工藝的原理與過程(chéng)是怎樣的?
鋼(gāng)材的淬火是將鋼加熱(rè)到臨界溫度Ac3(亞(yà)共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以上溫(wēn)度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體化,然後以大(dà)於臨界冷卻速度快冷到Ms以下(xià)(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏(shì)體)轉變的熱處理工藝。
工藝過程:加熱、保溫、冷卻。
淬(cuì)火的實(shí)質:是過冷奧氏體進行馬氏(shì)體或貝氏體轉變,得到馬氏體或貝氏(shì)體組(zǔ)織。
淬(cuì)火(huǒ)的目的:
(1)大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨(mó)性、疲(pí)勞(láo)強度以及韌性等,從(cóng)而滿足各(gè)種機械零件和工具的不同使用要求;
(2)通(tōng)過(guò)淬火滿(mǎn)足某(mǒu)些特種鋼材的鐵磁性、耐蝕性等特殊的物理、化(huà)學性能。
應用範圍:淬(cuì)火(huǒ)工藝應用最為廣泛,如工具、量具、模具、軸承(chéng)、彈簧和汽車、拖拉機、柴油機、切削加工機床、氣動工(gōng)具、鑽(zuàn)探機械、農機具、石油機械、化(huà)工機械、紡織機械、飛機(jī)等零件都在使用淬火工藝。
淬火介質(zhì)
工(gōng)件進行淬火冷卻所使用的(de)介質稱(chēng)為淬火冷卻介質(或淬火介質)。理想的淬火介質應具備的條件是使工件既能淬(cuì)成馬(mǎ)氏體,又不致引起太大的淬火應力。
常用的淬火介質(zhì)有水、水溶液、礦物油、熔鹽、熔堿等(děng)。
水
水是冷卻能(néng)力(lì)較強的淬火介質。
優點:來源廣、價格低(dī)、成分穩定不易(yì)變質。
缺點:冷卻能力不穩定,易使工件變形或開裂。在C曲線的“鼻子”區(500~600℃左右),水處於(yú)蒸汽膜階段,冷卻(què)不夠(gòu)快,會形成“軟點”;而在馬(mǎ)氏體轉變溫度區(100~300℃),水處於沸騰階段,冷卻太快,易使馬氏體轉變速度(dù)過快(kuài)而產生很大的內應力,致使(shǐ)工件變形甚至開裂。當(dāng)水溫(wēn)升高,水中(zhōng)含有較(jiào)多氣體或水中混(hún)入不溶雜質(如油、肥皂(zào)、泥(ní)漿等),均會顯著降低其冷卻能力。
應用:適用於截麵尺寸(cùn)不大、形狀簡(jiǎn)單的碳素鋼工件的淬火冷(lěng)卻。
鹽水和堿水
在水(shuǐ)中加入適量的食(shí)鹽和堿,使高(gāo)溫工件浸入該冷卻介質後,在蒸汽膜階段(duàn)析出鹽和堿(jiǎn)的晶體(tǐ)並立即(jí)爆裂,將(jiāng)蒸汽膜破壞,工件表麵的氧化皮也被炸碎,這樣可以提高介質在高溫區的冷卻能力,其缺點是介質的腐蝕性大。
應用:一般情況下,鹽水的濃度為10%,苛性鈉水溶液的濃度為10%~15%。可用作碳鋼及(jí)低(dī)合金結構鋼工件的淬火介(jiè)質,使用溫度不應超過60℃,淬火後應及時清洗並進行防鏽處(chù)理。
油(yóu)
冷卻介質一般采用礦物質油(礦物(wù)油),如機油、變壓器(qì)油和(hé)柴油等。機油一般(bān)采用10號、20號、30號機油,油的號越大,黏(nián)度越大,閃點(diǎn)越高,冷卻能力(lì)越低,使用溫度相應提高。
淬火方式
單液淬(cuì)火
是將(jiāng)奧氏體化工件浸入某一種(zhǒng)淬(cuì)火介質種,一直冷卻到室溫的淬火操作方法。單液(yè)淬火介質有水、鹽水、堿水、油及專門配製的淬火劑等。
優點:操作簡單,有利於實現機(jī)械化和自動化。
缺(quē)點:冷速受介質冷卻特性的限製而影響淬火質量。
應用:單液淬火對碳素鋼而言,隻適用於形狀較簡單的(de)工件。
雙液淬火
是將奧氏體化工件先浸入一種冷卻能力(lì)強的介質,在鋼件還未達到該淬火介質溫度之間即取出,馬上浸入另一(yī)種冷(lěng)卻(què)能力弱的介質中冷卻(què),如先水後油、先水後空氣等。雙液淬火減少變形和開裂傾向,操作不好掌握,在應(yīng)用方麵有一定的局限性。
馬氏體分級淬火
是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或稍低於鋼的馬氏體點的(de)液態(tài)介(jiè)質(鹽浴或堿浴)中(zhōng),保持適當的時間,待鋼件的內、外層都達到(dào)介質溫度後取出空冷,以獲得馬氏體組織的淬火工藝,也稱分級淬火。
優點:分級淬(cuì)火由於在分(fèn)級溫度停留到工件內外(wài)溫度一致後空冷,所以能(néng)有效地減少(shǎo)相變應力和熱應力,減少淬火變形和開(kāi)裂傾向。
應用:適用於對於(yú)變形要(yào)求高的合(hé)金鋼和(hé)高合金鋼工件,也可用(yòng)於截(jié)麵尺寸(cùn)不大、形(xíng)狀複雜的碳素鋼工件。
貝氏(shì)體等溫淬火
是將鋼件奧氏體化,使之快冷到貝氏體轉變溫度區間(260~400℃)等溫保持,使奧氏體轉變為貝氏體的淬火工藝,有時也叫等溫淬火,一般保溫時間為30~60min。
複合淬火(huǒ)
將工件急冷(lěng)至Ms以下獲得10%~20%馬氏體,然後在(zài)下貝氏體溫度區等溫。這種冷(lěng)卻方(fāng)法可使較大截麵的工件(jiàn)獲得M+B組織。預淬時形成的馬氏(shì)體可促進貝(bèi)氏體轉變,在等溫時(shí)又使馬氏體回火。複合淬火用(yòng)於合金工具鋼工件,可避免第一類回火脆性,減少殘餘奧氏體量即變(biàn)形開裂傾向。
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