三 鋼的分類
鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)以鐵(tie)、碳(tan)(tan)(tan)(tan)為(wei)主要(yao)(yao)成(cheng)分(fen)的(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)(jin),它的(de)(de)含碳(tan)(tan)(tan)(tan)量一(yi)(yi)般小(xiao)于2.11% 。鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)經(jing)濟建設中極為(wei)重要(yao)(yao)的(de)(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬材料。鋼(gang)(gang)(gang)按化學(xue)成(cheng)分(fen)分(fen)為(wei)碳(tan)(tan)(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)(gang)(簡稱碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang))與合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)兩大(da)類(lei)。碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)由生鐵(tie)冶煉(lian)獲得的(de)(de)合金(jin)(jin)(jin)(jin),除鐵(tie)、碳(tan)(tan)(tan)(tan)為(wei)其主要(yao)(yao)成(cheng)分(fen)外,還(huan)含有(you)(you)少量的(de)(de)錳、硅、硫、磷等雜質(zhi)。碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)機械性(xing)能,又有(you)(you)良好的(de)(de)工藝性(xing)能,且價格低廉。因此,碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)獲得了廣泛的(de)(de)應用。但隨著現代工業(ye)與科(ke)學(xue)技術的(de)(de)迅速發(fa)展,碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)性(xing)能已不能xx滿(man)足需要(yao)(yao),于是(shi)人們研制了各(ge)種(zhong)合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)。合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)在碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)基(ji)礎(chu)上,有(you)(you)目的(de)(de)地加入(ru)某(mou)些元(yuan)素(稱為(wei)合金(jin)(jin)(jin)(jin)元(yuan)素)而得到的(de)(de)多元(yuan)合金(jin)(jin)(jin)(jin)。與碳(tan)(tan)(tan)(tan)鋼(gang)(gang)(gang)比(bi),合金(jin)(jin)(jin)(jin)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)性(xing)能有(you)(you)顯(xian)著的(de)(de)提高,故(gu)應用日(ri)益(yi)廣泛。
由于(yu)鋼(gang)材品種(zhong)繁(fan)多,為了(le)便于(yu)生產(chan)、保(bao)管、選(xuan)用(yong)與研究,必須(xu)對鋼(gang)材加以分(fen)類。按(an)鋼(gang)材的用(yong)途、化學成分(fen)、質量的不(bu)同,可將(jiang)鋼(gang)分(fen)為許多類:
(一). 按用(yong)途分(fen)類
按鋼材(cai)的(de)用途可(ke)分為結構鋼、工具鋼、特殊性能(neng)鋼三大類。
1.結構鋼:
  (1).用作各種機(ji)器零件的鋼(gang)。它包括滲(shen)碳鋼(gang)、調(diao)質鋼(gang)、彈(dan)簧鋼(gang)及滾動軸承鋼(gang)。
 (2).用作工(gong)程結構(gou)的(de)鋼(gang)(gang)。它包括碳素鋼(gang)(gang)中的(de)甲(jia)、乙(yi)、特(te)類鋼(gang)(gang)及普通低(di)合金鋼(gang)(gang)。
2.工具(ju)(ju)鋼(gang):用來(lai)制造各種工具(ju)(ju)的(de)鋼(gang)。根(gen)據工具(ju)(ju)用途不(bu)同可分為刃具(ju)(ju)鋼(gang)、模具(ju)(ju)鋼(gang)與量具(ju)(ju)鋼(gang)。
3.特殊性能(neng)(neng)鋼:是具有特殊物理化學性能(neng)(neng)的鋼。可(ke)分為不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等。
(二(er)). 按化學成(cheng)分(fen)(fen)分(fen)(fen)類
按鋼(gang)材(cai)的化學(xue)成(cheng)分可(ke)分為(wei)碳素鋼(gang)和合(he)金鋼(gang)兩(liang)大類。
碳(tan)素鋼:按含碳(tan)量又(you)可分為低碳(tan)鋼(含碳(tan)量≤0.25%);中碳(tan)鋼(0.25%<含碳(tan)量<0.6%);高碳(tan)鋼(含碳(tan)量≥0.6%)。
合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang):按合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)含(han)量又可分(fen)為(wei)低合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)總含(han)量≤5%);中合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)總含(han)量=5%--10%);高合金(jin)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)總含(han)量>10%)。此外,根據(ju)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中所含(han)主要(yao)合金(jin)元(yuan)(yuan)素(su)(su)種類不同,也可分(fen)為(wei)錳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、鉻(ge)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、鉻(ge)鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)、鉻(ge)錳鈦鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等。
(三). 按質量分類
按鋼(gang)材中有害雜質磷(lin)、硫的含(han)量可分為普通(tong)鋼(gang)(含(han)磷(lin)量≤0.045%、含(han)硫量≤0.055%;或磷(lin)、硫含(han)量均(jun)≤0.050%);優質鋼(gang)(磷(lin)、硫含(han)量含(han)硫量≤0.030%)。
此外,還有按冶煉(lian)爐(lu)的種類(lei),將鋼(gang)分為平爐(lu)鋼(gang)(酸(suan)性(xing)平爐(lu)、堿性(xing)平爐(lu)),空氣轉爐(lu)鋼(gang)(酸(suan)性(xing)轉爐(lu)、堿性(xing)轉爐(lu)、氧氣頂吹轉爐(lu)鋼(gang))與電爐(lu)鋼(gang)。按冶煉(lian)時脫(tuo)氧程度,將鋼(gang)分為沸騰(teng)鋼(gang)(脫(tuo)氧不xx),xx鋼(gang)(脫(tuo)氧比較xx)及(ji)半xx鋼(gang)。
鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠在給鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的產品命(ming)名(ming)時,往往將(jiang)用途、成分、質量這三種分類方法結(jie)合(he)起(qi)來。如將(jiang)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)稱為普通碳素結(jie)構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、優質碳素結(jie)構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、碳素工(gong)(gong)具鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、高(gao)級優質碳素工(gong)(gong)具鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、合(he)金結(jie)構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)、合(he)金工(gong)(gong)具鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等。均≤0.040%);高(gao)級優質鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(含磷量≤0.035%、
四(si) 金屬材(cai)料的機(ji)械性能(neng)
金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)一般分為工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)兩類。所謂(wei)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是指機械(xie)零(ling)件在加工(gong)(gong)(gong)(gong)制造(zao)過程中,金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)在所定的(de)(de)冷、熱(re)加工(gong)(gong)(gong)(gong)條(tiao)件下表現(xian)出來(lai)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)好壞(huai),決(jue)定了它在制造(zao)過程中加工(gong)(gong)(gong)(gong)成形(xing)的(de)(de)適應能(neng)(neng)力。由(you)于加工(gong)(gong)(gong)(gong)條(tiao)件不同,要求的(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也就(jiu)不同,如鑄造(zao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、可焊性(xing)(xing)(xing)、可鍛(duan)性(xing)(xing)(xing)、熱(re)處理性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、切削(xue)加工(gong)(gong)(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)等(deng)。所謂(wei)使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是指機械(xie)零(ling)件在使用(yong)條(tiao)件下,金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)表現(xian)出來(lai)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),它包括機械(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、物(wu)理性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、化(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)等(deng)。金屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)使用(yong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)好壞(huai),決(jue)定了它的(de)(de)使用(yong)范圍與使用(yong)壽命。
在(zai)機(ji)械(xie)(xie)(xie)制造業中,一般機(ji)械(xie)(xie)(xie)零(ling)件(jian)都是在(zai)常溫、常壓和非強(qiang)烈腐蝕性(xing)(xing)(xing)介質中使(shi)用(yong)(yong)的(de),且在(zai)使(shi)用(yong)(yong)過程中各機(ji)械(xie)(xie)(xie)零(ling)件(jian)都將承受不同載荷的(de)作用(yong)(yong)。金屬材(cai)料(liao)在(zai)載荷作用(yong)(yong)下抵抗破(po)壞的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng),稱為機(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(或稱為力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng))。金屬材(cai)料(liao)的(de)機(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)是零(ling)件(jian)的(de)設計和選材(cai)時的(de)主要依(yi)據。外(wai)加(jia)載荷性(xing)(xing)(xing)質不同(例如拉伸(shen)、壓縮、扭轉、沖擊、循環載荷等),對金屬材(cai)料(liao)要求的(de)機(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)也(ye)將不同。常用(yong)(yong)的(de)機(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)包括:強(qiang)度、塑性(xing)(xing)(xing)、硬(ying)度、韌性(xing)(xing)(xing)、多次沖擊抗力(li)和疲勞極限等。下面將分別討論(lun)各種(zhong)機(ji)械(xie)(xie)(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。
1. 強度(du)
強(qiang)度(du)是指金屬材料在靜荷(he)作用下抵(di)抗(kang)(kang)破壞(過量塑性變形或斷裂)的性能。由(you)于載荷(he)的作用方式(shi)有(you)拉(la)伸(shen)、壓縮、彎(wan)曲、剪切等(deng)形式(shi),所以強(qiang)度(du)也(ye)分為抗(kang)(kang)拉(la)強(qiang)度(du)、抗(kang)(kang)壓強(qiang)度(du)、抗(kang)(kang)彎(wan)強(qiang)度(du)、抗(kang)(kang)剪強(qiang)度(du)等(deng)。各種強(qiang)度(du)間(jian)常有(you)一定的聯(lian)系,使用中一般(ban)較(jiao)多以抗(kang)(kang)拉(la)強(qiang)度(du)作為最基本的強(qiang)度(du)指標(biao)。
2. 塑性
塑性(xing)是(shi)指金屬材料在載(zai)荷作用下,產生塑性(xing)變形({yj}變形)而不破壞的能力。
3. 硬(ying)度(du)
硬度(du)(du)是衡量金(jin)屬材料軟硬程度(du)(du)的(de)指(zhi)標。目前生產(chan)中測定硬度(du)(du)方(fang)法(fa)最常用(yong)的(de)是壓(ya)(ya)入(ru)硬度(du)(du)法(fa),它是用(yong)一定幾何(he)形狀的(de)壓(ya)(ya)頭(tou)在(zai)一定載荷下壓(ya)(ya)入(ru)被(bei)測試(shi)的(de)金(jin)屬材料表面,根據(ju)被(bei)壓(ya)(ya)入(ru)程度(du)(du)來測定其硬度(du)(du)值。
常用的方法有布氏(shi)硬(ying)度(du)(HB)、洛氏(shi)硬(ying)度(du)(HRA、HRB、HRC)和維氏(shi)硬(ying)度(du)(HV)等方法。
4. 疲勞
  前(qian)面所討論的強度、塑性、硬(ying)度都是金屬在靜載荷作用下(xia)的機械性能(neng)指標。實際上(shang),許多(duo)機器零件都是在循環載荷下(xia)工(gong)作的,在這種(zhong)條件下(xia)零件會產生疲勞。
5. 沖(chong)擊韌性
以很大速度作(zuo)用(yong)(yong)于機件上的載(zai)(zai)荷稱為沖(chong)(chong)擊(ji)載(zai)(zai)荷,金屬在沖(chong)(chong)擊(ji)載(zai)(zai)荷作(zuo)用(yong)(yong)下抵抗破(po)壞(huai)的能力叫做沖(chong)(chong)擊(ji)韌性。
五(wu) 退(tui)火(huo)(huo)--淬火(huo)(huo)--回火(huo)(huo)
(一).退火的種類
1. xx退(tui)火(huo)和(he)等溫(wen)退(tui)火(huo)
xx退(tui)火(huo)(huo)又稱重結(jie)(jie)晶退(tui)火(huo)(huo),一般簡稱為退(tui)火(huo)(huo),這(zhe)種退(tui)火(huo)(huo)主要用(yong)于亞共析成分的(de)(de)各種碳(tan)鋼和(he)合金鋼的(de)(de)鑄,鍛件及熱軋型(xing)材,有時也用(yong)于焊接結(jie)(jie)構(gou)。一般常作(zuo)為一些(xie)不重要工件的(de)(de)最終(zhong)熱處理,或作(zuo)為某(mou)些(xie)工件的(de)(de)預先熱處理。
2. 球化(hua)退(tui)火
球化退火主(zhu)要用(yong)于(yu)過共析(xi)的碳鋼(gang)及合金工具鋼(gang)(如制造刃具,量具,模(mo)具所用(yong)的鋼(gang)種)。其主(zhu)要目的在于(yu)降(jiang)低(di)硬度,改(gai)善切削(xue)加(jia)工性(xing),并為以(yi)后淬(cui)火作好準(zhun)備。
3. 去應(ying)力退火
去(qu)應力退(tui)(tui)火(huo)(huo)又(you)稱低(di)溫(wen)退(tui)(tui)火(huo)(huo)(或高溫(wen)回火(huo)(huo)),這(zhe)種退(tui)(tui)火(huo)(huo)主要用來xx鑄件(jian)(jian),鍛件(jian)(jian),焊(han)接件(jian)(jian),熱(re)軋件(jian)(jian),冷拉件(jian)(jian)等的殘余應力。如果這(zhe)些應力不予xx,將會引起鋼件(jian)(jian)在一定時間以后,或在隨后的切削加工過(guo)程(cheng)中產生變形或裂紋(wen)。
(二).淬火
為了(le)提(ti)高(gao)(gao)硬(ying)度(du)采取的(de)方法,主要(yao)形式是通過加熱、保溫、速冷。最(zui)常用(yong)的(de)冷卻(que)介質是鹽水,水和油。鹽水淬(cui)(cui)火(huo)的(de)工(gong)件(jian),容易(yi)得到(dao)高(gao)(gao)的(de)硬(ying)度(du)和光潔的(de)表面,不容易(yi)產生淬(cui)(cui)不硬(ying)的(de)軟(ruan)點,但卻(que)易(yi)使工(gong)件(jian)變形嚴重,甚至發生開裂(lie)。而用(yong)油作淬(cui)(cui)火(huo)介質只適用(yong)于過冷奧氏體的(de)穩定性比較大(da)的(de)一(yi)些合(he)金(jin)鋼(gang)或(huo)小(xiao)尺寸(cun)的(de)碳鋼(gang)工(gong)件(jian)的(de)淬(cui)(cui)火(huo)。
(三(san)).回火
1. 降低脆性,xx或減(jian)少內(nei)應力,鋼件淬火后(hou)存在很大內(nei)應力和脆性,如不及時回(hui)火往往會使(shi)鋼件發(fa)生變形甚至開裂。
2. 獲得工件所要求的(de)(de)機械性(xing)(xing)(xing)能,工件經淬火(huo)(huo)后硬度高而脆性(xing)(xing)(xing)大,為了滿(man)足各種(zhong)工件的(de)(de)不同性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)要求,可以通(tong)過(guo)適當回火(huo)(huo)的(de)(de)配合來調整硬度,減(jian)小(xiao)脆性(xing)(xing)(xing),得到(dao)所需要的(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing),塑性(xing)(xing)(xing)。
3. 穩定工件尺寸
4. 對于退火(huo)難(nan)以(yi)軟化(hua)的某(mou)些合金鋼,在淬火(huo)(或正火(huo))后常采用高溫(wen)回火(huo),使鋼中(zhong)碳化(hua)物(wu)適當聚集(ji),將硬度降低,以(yi)利(li)切削加工。
六(liu) 常用(yong)爐(lu)型的選擇
爐型(xing)應(ying)依據不(bu)同的工(gong)藝要(yao)求及工(gong)件的類(lei)型(xing)來決定
1.對于不能成批定(ding)型(xing)生產的,工(gong)(gong)件大小不相等(deng)的,種類較(jiao)多的,要(yao)求工(gong)(gong)藝上具有通用性(xing)、
多(duo)用性的(de),可(ke)選用箱式(shi)爐。
2.加(jia)熱長軸類及長的絲桿(gan),管子等(deng)工件時,可選用深井式(shi)電爐。
3.小批量的滲(shen)碳零件,可(ke)選(xuan)用(yong)井式氣體滲(shen)碳爐。
4.對于大批量的汽車、拖拉機齒輪等零件的生產可選連續式滲碳生產線或(huo)箱式多用爐。
5.對沖壓件板材坯料的加(jia)熱大批(pi)量生產時,{zh0}選(xuan)用滾動(dong)爐,輥底爐。
6.對成批的定型(xing)零件,生(sheng)產上(shang)可選用推桿(gan)式(shi)或(huo)傳送帶(dai)式(shi)電(dian)阻爐(lu)(推桿(gan)爐(lu)或(huo)鑄帶(dai)爐(lu))
 7.小型機(ji)械零件如:螺釘(ding),螺母(mu)等可選用振底式爐或(huo)網帶式爐。
8.鋼球及滾柱(zhu)熱處理可選用(yong)內螺旋的(de)回轉管爐。
9.有色(se)金(jin)屬錠坯在大批量生產時可用推桿式爐(lu)(lu),而對有色(se)金(jin)屬小零件及材料可用空(kong)氣循環加熱爐(lu)(lu)。
七 加熱缺陷及控制
(一)、過(guo)熱現象
我(wo)們知道熱(re)處理過程中加熱(re)過熱(re)最易導(dao)致奧(ao)氏體(ti)晶粒的粗(cu)大(da),使零件的機械性能下(xia)降。
1.一般(ban)過熱(re)(re):加熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)(du)過高(gao)或(huo)在高(gao)溫(wen)(wen)下保溫(wen)(wen)時間過長,引起奧(ao)氏(shi)體(ti)晶粒(li)粗(cu)化(hua)稱(cheng)為過熱(re)(re)。粗(cu)大(da)的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)晶粒(li)會導(dao)致鋼的(de)(de)強韌性降低,脆性轉變(bian)溫(wen)(wen)度(du)(du)升高(gao),增加淬火(huo)(huo)時的(de)(de)變(bian)形開裂傾向。而導(dao)致過熱(re)(re)的(de)(de)原因是爐溫(wen)(wen)儀表失(shi)控(kong)或(huo)混料(liao)(常為不懂工藝發(fa)生的(de)(de))。過熱(re)(re)組(zu)織可經退(tui)火(huo)(huo)、正火(huo)(huo)或(huo)多次高(gao)溫(wen)(wen)回火(huo)(huo)后,在正常情況下重新奧(ao)氏(shi)化(hua)使晶粒(li)細(xi)化(hua)。
2.斷口遺傳:有(you)過熱組織(zhi)的(de)鋼(gang)材,重新加熱淬火(huo)后,雖能使(shi)奧(ao)氏體晶(jing)粒(li)細(xi)化,但有(you)時(shi)仍(reng)出現粗大(da)顆粒(li)狀斷口。產生斷口遺傳的(de)理論爭議較多,一般認(ren)為曾(ceng)因加熱溫度過高而使(shi)MnS之類的(de)雜物溶入奧(ao)氏體并(bing)富集于晶(jing)界(jie),而冷卻時(shi)這(zhe)些夾雜物又會(hui)沿晶(jing)界(jie)析出,受沖擊(ji)時(shi)易(yi)沿粗大(da)奧(ao)氏體晶(jing)界(jie)斷裂(lie)。
3.粗(cu)大(da)(da)組織的(de)遺傳:有粗(cu)大(da)(da)馬氏(shi)(shi)體(ti)、貝氏(shi)(shi)體(ti)、魏氏(shi)(shi)體(ti)組織的(de)鋼(gang)件(jian)重新奧(ao)氏(shi)(shi)化時,以(yi)慢速加熱到常規的(de)淬火(huo)(huo)溫度,甚(shen)至(zhi)再(zai)低一些,其奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)晶粒仍(reng)然是粗(cu)大(da)(da)的(de),這種現象稱為組織遺傳性。要xx粗(cu)大(da)(da)組織的(de)遺傳性,可采用(yong)中間退火(huo)(huo)或多次高溫回火(huo)(huo)處(chu)理。
(二)、過燒現象
加熱溫度過(guo)高,不僅(jin)引起奧氏體晶(jing)粒粗大,而且晶(jing)界(jie)(jie)局部出現氧化或(huo)熔化,導致晶(jing)界(jie)(jie)弱化,稱(cheng)為(wei)過(guo)燒(shao)(shao)(shao)。鋼過(guo)燒(shao)(shao)(shao)后性能嚴重惡(e)化,淬火時形成龜(gui)裂。過(guo)燒(shao)(shao)(shao)組織(zhi)無法恢復,只(zhi)能報(bao)廢(fei)。因此在工作中要避免過(guo)燒(shao)(shao)(shao)的發生。
(三)、脫碳和(he)氧(yang)化
鋼(gang)在(zai)加熱時,表(biao)層的(de)碳(tan)與介質(或氣(qi)氛)中的(de)氧、氫、二氧化碳(tan)及(ji)水蒸(zheng)氣(qi)等發生反應(ying),降低了表(biao)層碳(tan)濃度(du)稱為脫碳(tan),脫碳(tan)鋼(gang)淬火后表(biao)面硬(ying)度(du)、疲勞(lao)強度(du)及(ji)耐(nai)磨性降低,而且表(biao)面形成(cheng)殘余(yu)拉應(ying)力易(yi)形成(cheng)表(biao)面網狀裂紋。
加(jia)熱時,鋼(gang)表(biao)層的(de)鐵及合金與元素或介質(或氣氛)中的(de)氧、二氧化碳(tan)、水蒸(zheng)氣等發(fa)生反應(ying)生成氧化物膜的(de)現象稱為氧化。高溫(wen)(一般(ban)570度(du)以上)工件氧化后尺寸精度(du)和(he)表(biao)面光亮度(du)惡化,具(ju)有(you)氧化膜的(de)淬透性差的(de)鋼(gang)件易出現淬火軟點。
為了防止氧化和減少脫(tuo)碳的(de)措(cuo)施有(you):工件表面涂料,用(yong)(yong)不銹鋼(gang)箔包裝密封加熱(re)、采(cai)用(yong)(yong)鹽浴(yu)爐加熱(re)、采(cai)用(yong)(yong)保護(hu)氣氛(fen)加熱(re)(如凈(jing)化后的(de)惰性氣體(ti)、控(kong)制(zhi)爐內碳勢(shi))、火焰燃(ran)燒爐(使爐氣呈還原性)
(四)、氫脆(cui)現(xian)象
高強度鋼在富氫(qing)(qing)(qing)氣氛(fen)中加熱(re)(re)時出現(xian)塑性(xing)和(he)韌性(xing)降(jiang)低的(de)現(xian)象稱為(wei)氫(qing)(qing)(qing)脆。出現(xian)氫(qing)(qing)(qing)脆的(de)工(gong)件通(tong)過除氫(qing)(qing)(qing)處理(li)(如回火、時效等)也能xx氫(qing)(qing)(qing)脆,采用真空、低氫(qing)(qing)(qing)氣氛(fen)或惰性(xing)氣氛(fen)加熱(re)(re)可避免氫(qing)(qing)(qing)脆。
八 幾種常(chang)見的熱處理概念
1. 正火:將鋼(gang)材或鋼(gang)件加(jia)熱到臨(lin)界點(dian)Ac3或Acm以(yi)上(shang)的適(shi)當溫度保(bao)持(chi)一定時(shi)間(jian)后在空(kong)氣(qi)中冷卻,得到珠光體類組織的熱處理工(gong)藝。
2. 退火annealing:將亞共析鋼工件加(jia)熱至Ac3以(yi)(yi)上(shang)30—50度,保溫一段時間后,隨爐緩(huan)慢(man)冷卻(或(huo)埋在(zai)砂中(zhong)或(huo)石灰中(zhong)冷卻)至500度以(yi)(yi)下(xia)在(zai)空氣中(zhong)冷卻的熱處理工藝
3. 固溶熱(re)處理(li):將合金(jin)加熱(re)至高溫(wen)單相區恒溫(wen)保持,使(shi)過剩相充分溶速冷卻,以得到過飽和固溶體的(de)熱(re)處理(li)工藝
4. 時(shi)效:合金經固溶熱(re)處(chu)理或冷塑性(xing)形變(bian)后(hou),在室(shi)溫放置或稍高(gao)于室(shi)溫保持(chi)時(shi),其性(xing)能隨時(shi)間而變(bian)化的(de)現(xian)象(xiang)。
5. 固溶(rong)處理(li):使合金(jin)中各種(zhong)相(xiang)充分溶(rong)解,強化固溶(rong)體并(bing)提高韌性及抗蝕性能(neng),xx應力與軟化,以便(bian)繼續加工(gong)成型
6. 時(shi)效處理:在強化相析出(chu)(chu)的溫度加(jia)熱并保溫,使強化相沉淀析出(chu)(chu),得以硬化,提高強度
 7. 淬火:將鋼奧氏(shi)體化(hua)后以適當的(de)(de)冷卻速(su)度冷卻,使(shi)工(gong)件在(zai)橫截面內全部(bu)或一定的(de)(de)范圍內發解到固溶體中,然后快(kuai)生馬氏(shi)體等不穩(wen)定組織結構轉(zhuan)變的(de)(de)熱處理工(gong)藝(yi)
8. 回(hui)火:將經過淬火的工件加熱到臨界點Ac1以(yi)下的適當溫度保持一(yi)定時間,隨后用符合(he)要(yao)(yao)求的方法冷卻,以(yi)獲得所(suo)需要(yao)(yao)的組織和性能(neng)的熱處(chu)理工藝
9. 鋼的氮化(hua)及碳氮共(gong)滲
(1).鋼的氮化(氣體氮化)
概(gai)念:氮化是(shi)向鋼(gang)的(de)表面(mian)(mian)層滲入氮原子的(de)過程,其目的(de)是(shi)提高(gao)表面(mian)(mian)硬度和(he)耐磨性(xing),以(yi)及(ji)提高(gao)疲勞強度和(he)抗腐蝕性(xing)。
它(ta)是利用氨氣(qi)在加熱時(shi)(shi)分(fen)解出(chu)活性氮原(yuan)子,被鋼(gang)吸(xi)收后在其表面形成氮化層,同時(shi)(shi)向心部擴散。
氮化通常(chang)利(li)用專門設備或井(jing)式滲碳爐來進行。適用于各種高速(su)傳動精密齒輪(lun)、機(ji)床主(zhu)軸(如鏜(tang)桿、磨床主(zhu)軸),高速(su)柴油機(ji)曲軸、閥門等(deng)。
氮化工(gong)(gong)件工(gong)(gong)藝路線(xian):鍛造-退火-粗加(jia)工(gong)(gong)-調(diao)質(zhi)-精(jing)(jing)加(jia)工(gong)(gong)-除應力-粗磨(mo)-氮化-精(jing)(jing)磨(mo)或(huo)研磨(mo)。
由于(yu)氮化層薄(bo),并且(qie)較脆,因此要求有較高(gao)強度的心(xin)部組織,所(suo)以要先進(jin)行調質熱(re)處(chu)理,獲得回火索氏(shi)體,提(ti)高(gao)心(xin)部機械性(xing)能和氮化層質量。
鋼在氮化后,不再(zai)需要進行淬火便具有很高的(de)表面硬度(du)及耐磨(mo)性(xing)。
氮化處理溫度低(di),變形很小(xiao),它與滲碳、感應表面淬火相比,變形小(xiao)得(de)多
  (2).鋼(gang)(gang)的碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen):碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)是(shi)向(xiang)鋼(gang)(gang)的表層(ceng)同時滲(shen)(shen)入(ru)碳(tan)(tan)和氮(dan)的過程(cheng),習慣上(shang)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)又稱作氰化(hua)。目前以中溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)和低溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)體(ti)氮(dan)碳(tan)(tan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(即氣(qi)(qi)體(ti)軟氮(dan)化(hua))應(ying)用較是(shi)廣。中溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)的主(zhu)要目的是(shi)提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的硬度,耐磨性(xing)(xing)和疲勞強度,低溫(wen)(wen)氣(qi)(qi)體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)以滲(shen)(shen)氮(dan)為主(zhu),其主(zhu)要目的是(shi)提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的耐磨性(xing)(xing)和抗咬(yao)合性(xing)(xing)。
10.調(diao)(diao)質(zhi)處理(li)quenching and tempering:一般(ban)習慣(guan)將淬火加(jia)高(gao)溫回(hui)火相(xiang)結(jie)(jie)合的(de)(de)(de)熱(re)處理(li)稱(cheng)為調(diao)(diao)質(zhi)處理(li)。調(diao)(diao)質(zhi)處理(li)廣泛(fan)應用(yong)于各種重要(yao)的(de)(de)(de)結(jie)(jie)構零件,特別是那些在交變(bian)負荷(he)下工作的(de)(de)(de)連桿、螺(luo)栓、齒輪(lun)及軸類(lei)等。調(diao)(diao)質(zhi)處理(li)后得到回(hui)火索氏體(ti)組織,它的(de)(de)(de)機械性能均比相(xiang)同(tong)硬(ying)度的(de)(de)(de)正火索氏體(ti)組織為優。它的(de)(de)(de)硬(ying)度取決于高(gao)溫回(hui)火溫度并與鋼的(de)(de)(de)回(hui)火穩(wen)定性和工件截面尺寸有關,一般(ban)在HB200—350之間。
11. 釬(han)焊:用(yong)釬(han)料將兩種工件粘合在(zai)一起的熱處理工藝
九 回火的種類及應(ying)用(yong)
根據(ju)工件(jian)性(xing)能要求(qiu)的不(bu)同(tong),按其回火溫度的不(bu)同(tong),可(ke)將(jiang)回火分(fen)為以下幾種:
(一)低溫回火(150-250℃)
低溫(wen)回火(huo)(huo)所得組織(zhi)為(wei)(wei)回火(huo)(huo)馬氏體。其(qi)目的(de)是在保(bao)持淬火(huo)(huo)鋼(gang)的(de)高硬度和(he)高耐磨性的(de)前提(ti)下(xia),降低其(qi)淬火(huo)(huo)內應(ying)力(li)和(he)脆性,以免使用時崩裂(lie)或過早損壞。它主(zhu)要用于各(ge)種(zhong)高碳(tan)的(de)切削刃具,量具,冷沖模具,滾(gun)動軸承以及滲(shen)碳(tan)件等,回火(huo)(huo)后硬度一般為(wei)(wei)HRC58-64。
(二)中溫回(hui)火(350-500℃)
中溫回(hui)火(huo)所得組織(zhi)為回(hui)火(huo)屈氏體。其目的(de)是(shi)獲得高的(de)屈服強度,彈(dan)性極限(xian)和較高的(de)韌性。因此,(它主要(yao)用于各種(zhong)彈(dan)簧和熱作(zuo)模具的(de)處理(li),回(hui)火(huo)后硬(ying)度一般為HRC35-50。
(三)高溫回火(500-650℃)
高(gao)(gao)溫回火(huo)所得組織為(wei)回火(huo)索氏體。習慣上將(jiang)淬火(huo)加高(gao)(gao)溫回火(huo)相結合(he)的(de)熱處理稱為(wei)調質處理,其目的(de)是獲得強度,硬度和塑性,韌性都較好的(de)綜合(he)機(ji)械性能。因此(ci),廣泛用于汽車,拖拉機(ji),機(ji)床等的(de)重(zhong)要結構零件,如連桿,螺栓,齒輪及軸類。回火(huo)后硬度一般為(wei)HB200-330。
十 氣氛與金屬(shu)的(de)化學反應
(一).氣(qi)氛與鋼(gang)鐵的化學反應
1. 氧化
2Fe+O2→2FeO
Fe+H2O→FeO+H2
FeC+CO2→Fe+2CO
2. 還原(yuan)
FeO+H2→Fe+H2O FeO+CO→Fe+O2
3. 滲(shen)碳
2CO→[C]+CO2
CH4→[C]+2H2
Fe+[C]→FeC
4.滲(shen)氮
2NH3→2[N]+3H2
Fe+[N]→FeN
(二).各(ge)種氣氛對金屬的(de)作用
氮氣:在≥1000℃時會與Cr,CO,Al.Ti反(fan)應
氫(qing)氣:可使銅(tong),鎳,鐵(tie),鎢還原。當(dang)氫(qing)氣中的水含量(liang)達到(dao)百分之0.2—0.3時,會使鋼脫碳
水:≥800℃時,使鐵、鋼氧化脫碳,與銅不反應
一氧(yang)化碳:其還原(yuan)性(xing)與氫氣(qi)相似,可使鋼滲(shen)碳
(三). 各類氣(qi)氛(fen)對電阻組件的影響
鎳鉻絲(si),鐵(tie)鉻鋁:含硫氣(qi)氛對電(dian)阻絲(si)有害
十一(yi) 鈹青(qing)銅的(de)熱處理
鈹青銅是(shi)一種用途極(ji)廣(guang)的沉淀硬化型合金(jin)。經固溶(rong)(rong)及時效處理(li)(li)后(hou),強度可達1250-1500MPa(1250-1500公斤(jin))。其熱處理(li)(li)特點是(shi):固溶(rong)(rong)處理(li)(li)后(hou)具有良好的塑性,可進(jin)(jin)行冷(leng)加(jia)工變形。但再進(jin)(jin)行時效處理(li)(li)后(hou),卻具有極(ji)好的彈性極(ji)限,同時硬度、強度也(ye)得(de)到提高。
1、鈹(pi)青(qing)銅的固溶處理
一(yi)般固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理(li)的(de)(de)加(jia)(jia)熱溫(wen)度在(zai)780-820℃之間(jian)(jian),對用(yong)作彈性(xing)組件(jian)的(de)(de)材(cai)料(liao),采(cai)用(yong)760-780℃,主(zhu)要是(shi)防(fang)止晶粒粗大(da)影(ying)響強度。固(gu)(gu)溶(rong)(rong)處理(li)爐(lu)溫(wen)均(jun)勻度應嚴格控制(zhi)在(zai)±5℃。保溫(wen)時(shi)(shi)間(jian)(jian)一(yi)般可(ke)按1小時(shi)(shi)/25mm計算(suan),鈹青銅在(zai)空氣或(huo)氧化性(xing)氣氛(fen)(fen)中(zhong)進行固(gu)(gu)溶(rong)(rong)加(jia)(jia)熱處理(li)時(shi)(shi),表(biao)面會(hui)形(xing)成氧化膜。雖然(ran)對時(shi)(shi)效強化后的(de)(de)力學性(xing)能影(ying)響不大(da),但會(hui)影(ying)響其冷加(jia)(jia)工時(shi)(shi)工模具(ju)的(de)(de)使(shi)用(yong)壽命(ming)。為避(bi)免氧化應在(zai)真空爐(lu)或(huo)氨分解、惰(duo)性(xing)氣體、還(huan)原性(xing)氣氛(fen)(fen)(如氫氣、一(yi)氧化碳(tan)等)中(zhong)加(jia)(jia)熱,從(cong)而獲得光亮的(de)(de)熱處理(li)效果。此外,還(huan)要注意盡量縮短轉移時(shi)(shi)間(jian)(jian)(此淬(cui)水時(shi)(shi)),否則會(hui)影(ying)響時(shi)(shi)效后的(de)(de)機(ji)械性(xing)能。薄形(xing)材(cai)料(liao)不得超過3秒,一(yi)般零件(jian)不超過5秒。淬(cui)火介質一(yi)般采(cai)用(yong)水(無加(jia)(jia)熱的(de)(de)要求),當(dang)然(ran)形(xing)狀復(fu)雜的(de)(de)零件(jian)為了避(bi)免變形(xing)也可(ke)采(cai)用(yong)油。
2、鈹(pi)青(qing)銅的時效處理(li)
鈹青(qing)銅(tong)(tong)的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)與Be的(de)(de)含(han)(han)量有關,含(han)(han)Be小(xiao)于(yu)2.1%的(de)(de)合金均宜進行(xing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理。對于(yu)Be大于(yu)1.7%的(de)(de)合金,{zj0}時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)300-330℃,保溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)1-3小(xiao)時(shi)(shi)(shi)(根據零件形狀及(ji)厚度(du))。Be低于(yu)0.5%的(de)(de)高(gao)導電性電極合金,由于(yu)熔點(dian)升高(gao),{zj0}時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)450-480℃,保溫(wen)時(shi)(shi)(shi)間(jian)1-3小(xiao)時(shi)(shi)(shi)。近(jin)年來還發展出了雙級(ji)和(he)多級(ji)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao),即先在(zai)高(gao)溫(wen)短(duan)時(shi)(shi)(shi)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao),而(er)后在(zai)低溫(wen)下(xia)長時(shi)(shi)(shi)間(jian)保溫(wen)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao),這樣做(zuo)的(de)(de)優點(dian)是性能提高(gao)但(dan)變形量減小(xiao)。為(wei)(wei)了提高(gao)鈹青(qing)銅(tong)(tong)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)后的(de)(de)尺寸精度(du),可采(cai)用(yong)夾具夾持進行(xing)時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao),有時(shi)(shi)(shi)還可采(cai)用(yong)兩段分開時(shi)(shi)(shi)效(xiao)(xiao)(xiao)處理。
3、鈹(pi)青(qing)銅的去應(ying)力處理
鈹青(qing)銅去應(ying)力退火(huo)溫度(du)為150-200℃,保(bao)溫時(shi)(shi)間1-1.5小時(shi)(shi),可(ke)用(yong)于xx因金屬切削加(jia)工、校直處理、冷(leng)成形(xing)等產生的殘余應(ying)力,穩定零(ling)件在長期使(shi)用(yong)時(shi)(shi)的形(xing)狀及尺寸精(jing)度(du)。
十二 熱(re)處(chu)理應力及其影響
熱處(chu)理(li)(li)殘余力是指工(gong)件(jian)經熱處(chu)理(li)(li)后最終殘存下來的(de)應(ying)力,對(dui)工(gong)件(jian)的(de)形狀,尺(chi)寸(cun)和性能都有(you)極為重要(yao)的(de)影響。當它超(chao)過材料的(de)屈服強度(du)時,便引(yin)起(qi)工(gong)件(jian)的(de)變形,超(chao)過材料的(de)強度(du)極限時就會使(shi)(shi)工(gong)件(jian)開裂,這是它有(you)害的(de)一面,應(ying)當減少和xx。但(dan)在一定條件(jian)下控制應(ying)力使(shi)(shi)之(zhi)合(he)(he)理(li)(li)分(fen)布(bu)(bu),就可以提高零(ling)件(jian)的(de)機械性能和使(shi)(shi)用壽(shou)命,變有(you)害為有(you)利。分(fen)析鋼在熱處(chu)理(li)(li)過程中(zhong)應(ying)力的(de)分(fen)布(bu)(bu)和變化規律,使(shi)(shi)之(zhi)合(he)(he)理(li)(li)分(fen)布(bu)(bu)對(dui)提高產品質(zhi)量有(you)著(zhu)深遠的(de)實際意(yi)義。例(li)如關于表層殘余壓(ya)應(ying)力的(de)合(he)(he)理(li)(li)分(fen)布(bu)(bu)對(dui)零(ling)件(jian)使(shi)(shi)用壽(shou)命的(de)影響問題已經引(yin)起(qi)了人們的(de)廣泛重視。
(一)、鋼的熱處理應(ying)力
工件(jian)在(zai)加熱(re)(re)和(he)冷(leng)卻(que)(que)過程(cheng)中(zhong),由(you)于表層和(he)心(xin)(xin)部(bu)(bu)的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)(du)(du)和(he)時間的(de)(de)不(bu)一致(zhi),形成(cheng)(cheng)溫差,就會導致(zhi)體積膨(peng)脹和(he)收(shou)縮(suo)不(bu)均而產(chan)生(sheng)應(ying)(ying)力(li)(li),即熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)。在(zai)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia),由(you)于表層開始溫度(du)(du)(du)低于心(xin)(xin)部(bu)(bu),收(shou)縮(suo)也大(da)(da)于心(xin)(xin)部(bu)(bu)而使心(xin)(xin)部(bu)(bu)受拉(la)(la),當冷(leng)卻(que)(que)結束時,由(you)于心(xin)(xin)部(bu)(bu){zh1}冷(leng)卻(que)(que)體積收(shou)縮(suo)不(bu)能自由(you)進行而使表層受壓(ya)(ya)心(xin)(xin)部(bu)(bu)受拉(la)(la)。即在(zai)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)作(zuo)用(yong)下(xia)最(zui)終使工件(jian)表層受壓(ya)(ya)而心(xin)(xin)部(bu)(bu)受拉(la)(la)。這種現(xian)象受到冷(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)(du)(du),材料(liao)成(cheng)(cheng)分(fen)和(he)熱(re)(re)處(chu)理工藝等(deng)因素(su)的(de)(de)影(ying)響。當冷(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)(du)(du)愈快,含碳量和(he)合金成(cheng)(cheng)分(fen)愈高(gao),冷(leng)卻(que)(que)過程(cheng)中(zhong)在(zai)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)用(yong)下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)(de)不(bu)均勻塑(su)性變(bian)形愈大(da)(da),{zh1}形成(cheng)(cheng)的(de)(de)殘余應(ying)(ying)力(li)(li)就愈大(da)(da)。另一方面鋼(gang)在(zai)熱(re)(re)處(chu)理過程(cheng)中(zhong)由(you)于組(zu)織的(de)(de)變(bian)化(hua)即奧氏體向馬(ma)氏體轉(zhuan)變(bian)時,因比(bi)容的(de)(de)增大(da)(da)會伴隨工件(jian)體積的(de)(de)膨(peng)脹,工件(jian)各部(bu)(bu)位(wei)先后相(xiang)變(bian),造成(cheng)(cheng)體積長大(da)(da)不(bu)一致(zhi)而產(chan)生(sheng)組(zu)織應(ying)(ying)力(li)(li)。組(zu)織應(ying)(ying)力(li)(li)變(bian)化(hua)的(de)(de)最(zui)終結果是表層受拉(la)(la)應(ying)(ying)力(li)(li),心(xin)(xin)部(bu)(bu)受壓(ya)(ya)應(ying)(ying)力(li)(li),恰好與熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)相(xiang)反。組(zu)織應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)大(da)(da)小與工件(jian)在(zai)馬(ma)氏體相(xiang)變(bian)區的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)(du)(du),形狀,材料(liao)的(de)(de)化(hua)學(xue)成(cheng)(cheng)分(fen)等(deng)因素(su)有關。
實踐證明,任(ren)何工(gong)件(jian)(jian)在(zai)(zai)(zai)熱(re)處(chu)理過(guo)(guo)程中,只(zhi)要有(you)相(xiang)變,熱(re)應(ying)力(li)和組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)應(ying)力(li)都會發生。只(zhi)不(bu)過(guo)(guo)熱(re)應(ying)力(li)在(zai)(zai)(zai)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)轉變以前就已經產生了,而組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)應(ying)力(li)則是在(zai)(zai)(zai)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)轉變過(guo)(guo)程中產生的(de)(de),在(zai)(zai)(zai)整個(ge)冷卻過(guo)(guo)程中,熱(re)應(ying)力(li)與組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)應(ying)力(li)綜(zong)合(he)(he)作(zuo)用的(de)(de)結果(guo),就是工(gong)件(jian)(jian)中實際存在(zai)(zai)(zai)的(de)(de)應(ying)力(li)。這(zhe)兩種應(ying)力(li)綜(zong)合(he)(he)作(zuo)用的(de)(de)結果(guo)是十分復(fu)雜的(de)(de),受(shou)(shou)著許多因素(su)的(de)(de)影響,如成(cheng)分、形狀、熱(re)處(chu)理工(gong)藝等。就其發展過(guo)(guo)程來說(shuo)只(zhi)有(you)兩種類型,即熱(re)應(ying)力(li)和組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)應(ying)力(li),作(zuo)用方(fang)向(xiang)相(xiang)反時二者(zhe)抵(di)消(xiao),作(zuo)用方(fang)向(xiang)相(xiang)同時二者(zhe)相(xiang)互(hu)(hu)迭(die)加(jia)。不(bu)管是相(xiang)互(hu)(hu)抵(di)消(xiao)還是相(xiang)互(hu)(hu)迭(die)加(jia),兩個(ge)應(ying)力(li)應(ying)有(you)一個(ge)占主(zhu)導因素(su),熱(re)應(ying)力(li)占主(zhu)導地位時的(de)(de)作(zuo)用結果(guo)是工(gong)件(jian)(jian)心部(bu)受(shou)(shou)拉,表(biao)面(mian)受(shou)(shou)壓。組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)應(ying)力(li)占主(zhu)導地位時的(de)(de)作(zuo)用結果(guo)是工(gong)件(jian)(jian)心部(bu)受(shou)(shou)壓表(biao)面(mian)受(shou)(shou)拉。
(二)、熱處理應力(li)對淬(cui)火裂紋的影響
存在(zai)于淬火件不同部位上能引起應力(li)集中的因(yin)素(包括(kuo)冶(ye)金缺陷(xian)在(zai)內),對(dui)淬火裂(lie)紋的產生(sheng)都有促(cu)進作(zuo)用,但只有在(zai)拉應力(li)場內(尤其(qi)是在(zai){zd0}拉應力(li)下)才(cai)會表現出(chu)來,若在(zai)壓應力(li)場內并無促(cu)裂(lie)作(zuo)用。
淬(cui)火(huo)冷(leng)卻(que)(que)(que)速度(du)是一(yi)(yi)個能(neng)(neng)(neng)影(ying)響淬(cui)火(huo)質(zhi)量并決定殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)的(de)(de)重要因素(su),也是一(yi)(yi)個能(neng)(neng)(neng)對淬(cui)火(huo)裂(lie)(lie)紋(wen)賦于(yu)重要乃至決定性(xing)影(ying)響的(de)(de)因素(su)。為了達到淬(cui)火(huo)的(de)(de)目(mu)的(de)(de),通常必(bi)須(xu)加速零(ling)件在高(gao)溫段(duan)內的(de)(de)冷(leng)卻(que)(que)(que)速度(du),并使之超(chao)過(guo)鋼(gang)的(de)(de)臨界淬(cui)火(huo)冷(leng)卻(que)(que)(que)速度(du)才(cai)能(neng)(neng)(neng)得(de)到馬氏(shi)體組織。就殘余(yu)應(ying)(ying)(ying)力(li)而(er)論,這樣做由于(yu)能(neng)(neng)(neng)增加抵(di)消組織應(ying)(ying)(ying)力(li)作用的(de)(de)熱應(ying)(ying)(ying)力(li)值,故能(neng)(neng)(neng)減少工件表面上的(de)(de)拉應(ying)(ying)(ying)力(li)而(er)達到抑(yi)制縱裂(lie)(lie)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。其效果將隨高(gao)溫冷(leng)卻(que)(que)(que)速度(du)的(de)(de)加快而(er)增大(da)。而(er)且,在能(neng)(neng)(neng)淬(cui)透的(de)(de)情(qing)況下,截(jie)面尺(chi)寸越大(da)的(de)(de)工件,雖然(ran)實際冷(leng)卻(que)(que)(que)速度(du)更緩,開裂(lie)(lie)的(de)(de)危(wei)險性(xing)卻(que)(que)(que)反而(er)愈(yu)大(da)。
這一切都(dou)是(shi)由(you)于(yu)(yu)這類鋼的(de)(de)(de)熱(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)隨(sui)尺(chi)寸的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大實(shi)際冷(leng)(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)減(jian)(jian)慢,熱(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)減(jian)(jian)小,組(zu)(zu)織應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)隨(sui)尺(chi)寸的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)大而(er)(er)(er)(er)增(zeng)(zeng)(zeng)加,{zh1}形成(cheng)以(yi)組(zu)(zu)織應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)為(wei)主(zhu)(zhu)的(de)(de)(de)拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用在(zai)(zai)(zai)工(gong)件(jian)(jian)表面(mian)的(de)(de)(de)作用特點造成(cheng)的(de)(de)(de)。并與冷(leng)(leng)卻(que)(que)愈慢應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)愈小的(de)(de)(de)傳統觀念大相(xiang)徑(jing)庭。對這類鋼件(jian)(jian)而(er)(er)(er)(er)言,在(zai)(zai)(zai)正常(chang)條(tiao)件(jian)(jian)下(xia)淬(cui)(cui)(cui)火的(de)(de)(de)高(gao)淬(cui)(cui)(cui)透(tou)性(xing)鋼件(jian)(jian)中只能形成(cheng)縱裂。避免淬(cui)(cui)(cui)裂的(de)(de)(de)可靠(kao)原則是(shi)設法(fa)盡量減(jian)(jian)小截面(mian)內(nei)外馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)的(de)(de)(de)不(bu)等時(shi)性(xing)。僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)實(shi)行馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)區內(nei)的(de)(de)(de)緩冷(leng)(leng)卻(que)(que)不(bu)足以(yi)預防縱裂的(de)(de)(de)形成(cheng)。一般情況(kuang)下(xia)只能產(chan)(chan)生在(zai)(zai)(zai)非淬(cui)(cui)(cui)透(tou)性(xing)件(jian)(jian)中的(de)(de)(de)裂紋,雖以(yi)整體(ti)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)冷(leng)(leng)卻(que)(que)為(wei)必(bi)要(yao)的(de)(de)(de)形成(cheng)條(tiao)件(jian)(jian),可是(shi)它的(de)(de)(de)真正形成(cheng)原因,卻(que)(que)不(bu)在(zai)(zai)(zai)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(包括(kuo)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)區內(nei))本身,而(er)(er)(er)(er)是(shi)淬(cui)(cui)(cui)火件(jian)(jian)局(ju)部位置(由(you)幾何結構(gou)決定),在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)臨(lin)界溫(wen)(wen)度(du)區內(nei)的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)速(su)度(du)顯著減(jian)(jian)緩,因而(er)(er)(er)(er)沒有淬(cui)(cui)(cui)硬(ying)所(suo)致(zhi)。產(chan)(chan)生在(zai)(zai)(zai)大型非淬(cui)(cui)(cui)透(tou)性(xing)件(jian)(jian)中的(de)(de)(de)橫斷和(he)縱劈,是(shi)由(you)以(yi)熱(re)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)為(wei)主(zhu)(zhu)要(yao)成(cheng)份的(de)(de)(de)殘余拉應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)作用在(zai)(zai)(zai)淬(cui)(cui)(cui)火件(jian)(jian)中心,而(er)(er)(er)(er)在(zai)(zai)(zai)淬(cui)(cui)(cui)火件(jian)(jian)末淬(cui)(cui)(cui)硬(ying)的(de)(de)(de)截面(mian)中心處(chu),首先形成(cheng)裂紋并由(you)內(nei)往外擴展而(er)(er)(er)(er)造成(cheng)的(de)(de)(de)。為(wei)了避免這類裂紋產(chan)(chan)生,往往使用水--油(you)雙液淬(cui)(cui)(cui)火工(gong)藝。在(zai)(zai)(zai)此工(gong)藝中實(shi)施高(gao)溫(wen)(wen)段內(nei)的(de)(de)(de)快(kuai)(kuai)(kuai)速(su)冷(leng)(leng)卻(que)(que),目(mu)(mu)的(de)(de)(de)僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)在(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)確保外層金屬(shu)得到馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)織,而(er)(er)(er)(er)從內(nei)應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)角(jiao)度(du)來看,這時(shi)快(kuai)(kuai)(kuai)冷(leng)(leng)有害無益(yi)。其(qi)次(ci),冷(leng)(leng)卻(que)(que)后期緩冷(leng)(leng)的(de)(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)(de),主(zhu)(zhu)要(yao)不(bu)是(shi)為(wei)了降低馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)相(xiang)變(bian)的(de)(de)(de)膨脹速(su)度(du)和(he)組(zu)(zu)織應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)值(zhi),而(er)(er)(er)(er)在(zai)(zai)(zai)于(yu)(yu)盡量減(jian)(jian)小截面(mian)溫(wen)(wen)差和(he)截面(mian)中心部位金屬(shu)的(de)(de)(de)收縮速(su)度(du),從而(er)(er)(er)(er)達到減(jian)(jian)小應(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)值(zhi)和(he)最終抑(yi)制淬(cui)(cui)(cui)裂的(de)(de)(de)目(mu)(mu)的(de)(de)(de)。
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