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干货!一文带你了解(jiě)正火(huǒ)、退火、淬火、回火

发布时(shí)间: 2019-10-15 来源:洛阳B体育直播和顺祥机(jī)械有限公(gōng)司(sī) 点(diǎn)击(jī):1772

干货!一文带你了解正火、退火、淬(cuì)火、回火

退火与回火的区(qū)别在于(yú):(简单地说,退火就是不要硬度,回火还保留一定硬度)。

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回火:

  高温回火所得组织为回火索氏体(tǐ)。回火一般不单独使用,在零件淬火(huǒ)处理后进行回火(huǒ),主(zhǔ)要目(mù)的(de)是消除淬火应力(lì),得到要求的组织(zhī),回火根据回火温度的(de)不同分为低温、中温和(hé)高温回火。分别(bié)得到回火马氏体、屈氏体和索氏体。

  其中(zhōng)淬(cuì)火(huǒ)后进行高温回(huí)火相结合的热处理称为调质处理,其目的是获得强度(dù),硬度和塑(sù)性,韧性都较(jiào)好的综合机械性能。因此,广(guǎng)泛用(yòng)于汽车,拖拉(lā)机,机床等(děng)的重要结构零件,如连(lián)杆,螺(luó)栓,齿轮(lún)及轴(zhóu)类。回(huí)火后硬度一般为HB200-330。

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退火:

  退火过(guò)程中(zhōng)发生得是珠光体转变,退火的(de)主(zhǔ)要目的(de)是使金属内部(bù)组织达到(dào)或接近(jìn)平衡状态,为后续加工和***终热处理做准(zhǔn)备。去应力退火是为了消除由于塑性形(xíng)变加工、焊接(jiē)等而(ér)造成的(de)以及(jí)铸件内存在的残余应力而进行的退火工艺。锻造、铸造、焊接以及切削加(jiā)工后的工件内(nèi)部存在内应力,如不(bú)及时消除,将使工件在加(jiā)工和使用过程中发生变(biàn)形,影响工(gōng)件精度。采用去应力退火消除加(jiā)工过程中产生的内应力十分(fèn)重要。去应力退火的加热温度低于相变(biàn)温度,因(yīn)此,在整个热处(chù)理过程中(zhōng)不发生组织转变。

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内(nèi)应力主要是(shì)通过工件在保(bǎo)温和缓冷过程中(zhōng)自(zì)然消除(chú)的(de)。为了使工件内应力消除得更彻底,在加热时应控制加(jiā)热温(wēn)度(dù)。一般是(shì)低温进炉,然(rán)后以100℃/h左右(yòu)得加热速度加热到规定温度(dù)。焊(hàn)接(jiē)件得加热温度(dù)应略高于600℃。保(bǎo)温时间(jiān)视情况而定,通常为2~4h。铸件去应力退火的保温时(shí)间取上限,冷(lěng)却(què)速度控制在(20~50)℃/h,冷至300℃以下(xià)才(cái)能(néng)出炉空冷。时效(xiào)处理可分为自然(rán)时效和人(rén)工时效两种自然(rán)时效是将(jiāng)铸件置于露天(tiān)场地半年以上,便其缓缓(huǎn)地发生,从而使残余应力消除或(huò)减少(shǎo),人工时效是将铸件加热到550~650℃进行(háng)去(qù)应力退火(huǒ),它(tā)比自然(rán)时效节省时间,残余应力去除较为彻底。

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什么(me)叫回(huí)火?

  回(huí)火(huǒ)是将淬火后的金属成材或零件加热到某一(yī)温度,保温一定(dìng)时间(jiān)后,以一定方(fāng)式冷却(què)的热处理工(gōng)艺,回火(huǒ)是淬(cuì)火(huǒ)后紧接着进(jìn)行的一种操作,通常也是工件进行热处理的***后一道工序(xù),因(yīn)而把淬火和(hé)回火的联合工艺称为***终热(rè)处理。淬(cuì)火(huǒ)与(yǔ)回火的主要目的是:

  1)减少内应(yīng)力和降低脆性,淬火件(jiàn)存在着很大的应(yīng)力和脆性,如没有及时回火往往会产生(shēng)变(biàn)形甚至开裂(liè)。

  2)调整工件的(de)机械性能,工件(jiàn)淬火后,硬度高,脆性(xìng)大,为了(le)满足(zú)各种工(gōng)件不(bú)同(tóng)的性能要求,可(kě)以通(tōng)过回火来调整,硬(yìng)度,强度,塑性(xìng)和韧性。

  3)稳定(dìng)工(gōng)件尺(chǐ)寸。通过回火可使(shǐ)金相组织(zhī)趋于稳定,以保证在以(yǐ)后的使用过程中不再发生(shēng)变形(xíng)。

  4)改善某(mǒu)些合金钢的切削性能(néng)。

  在生(shēng)产(chǎn)中,常根据对工件性能的要求(qiú)。按加热温(wēn)度的(de)不同,把回火(huǒ)分为低温回火,中温回火(huǒ),和高温(wēn)回火。淬火和(hé)随后的高温回(huí)火相结合的热处理工艺称为调质,即在具(jù)有高度强度(dù)的同时,又有好的塑性韧性。主要用于处(chù)理随(suí)较大载(zǎi)荷的(de)机器结构零件,如机床(chuáng)主轴,汽车(chē)后桥半轴(zhóu),强力(lì)齿轮等。

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什么叫(jiào)淬火?

  淬火是把金属(shǔ)成材或零件加热到相变温度以(yǐ)上,保(bǎo)温后,以大于临(lín)界(jiè)冷却速度(dù)的急剧冷却,以(yǐ)获得(dé)马(mǎ)氏体组织的热处理工艺。淬火是为了得到马氏体组织(zhī),再(zài)经(jīng)回火后,使(shǐ)工(gōng)件获得(dé)良好的使用性(xìng)能,以充分发挥材(cái)料的潜力。其(qí)主(zhǔ)要目的是(shì):

  1)提高金属成材或(huò)零件的(de)机械性能。例如:提高工(gōng)具、轴承等的硬度和耐磨性,提高弹(dàn)簧的弹性极限,提高轴类零件(jiàn)的综(zōng)合(hé)机械性(xìng)能(néng)等。

  2)改善某些特殊钢的材料性能或化学(xué)性能。如提高不锈钢的耐蚀性,增加磁钢的永磁性等。

  淬火冷却时,除需合理选用淬(cuì)火介质外,还要有正确的(de)淬火方法(fǎ),常用的淬火方法,主要有单液淬火,双液淬火,分级淬火、等温淬火,局部淬火等。

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正火、退(tuì)火(huǒ)、淬火、回火、的(de)区别与联系?

  正火有以(yǐ)下目的和(hé)用途:

  ① 对亚共析钢,正火用以(yǐ)消除铸、锻、焊件的(de)过热(rè)粗晶组织和魏氏组织,轧材中的带(dài)状组织;细化晶粒;并可作为淬火(huǒ)前(qián)的预先热处(chù)理。

  ② 对(duì)过共析钢,正火可以消(xiāo)除(chú)网状二次渗碳体,并(bìng)使珠光体(tǐ)细化,不但改善机械性(xìng)能,而且有利于以后的(de)球化退(tuì)火。

  ③ 对低碳深冲薄(báo)钢板,正火可以(yǐ)消除晶界的(de)游离渗(shèn)碳体,以改善其深冲性能(néng)。

  ④ 对低碳钢和低(dī)碳低合金钢,采用(yòng)正火,可得到较多的细片状珠(zhū)光体组织,使硬度增高到HB140-190,避免切削时的“粘刀”现象,改善切削加工性(xìng)。对中碳钢,在既(jì)可(kě)用正火又可用退火的场合下,用正火更(gèng)为经济和(hé)方便。

  ⑤ 对普通中碳结构钢,在力学(xué)性能要求不高的场合下,可用正火代替淬火(huǒ)加高温回火,不仅操作简便,而且使钢材的(de)组(zǔ)织(zhī)和(hé)尺寸稳(wěn)定。

  ⑥ 高温(wēn)正火(Ac3以上150~200℃)由于(yú)高(gāo)温下(xià)扩散速度较高,可(kě)以减少铸件和锻件的成分(fèn)偏析。高温正火后的粗大晶(jīng)粒可通过随后第二次较低温度的正火(huǒ)予以(yǐ)细化(huà)。

  ⑦ 对某些用于汽轮机和锅炉的低、中碳合金钢,常采用正火以获得(dé)贝氏体组织,再经高温回火(huǒ),用于400~550℃时具有(yǒu)良好(hǎo)的抗蠕(rú)变(biàn)能力。

  ⑧ 除(chú)钢件和钢材以外(wài),正火还广泛用于球墨铸铁热处理,使其获(huò)得珠光体基体,提高球墨铸铁的强度。

  由于正火的特点(diǎn)是空气冷却,因而环境气温、堆放方式、气流(liú)及工件尺寸(cùn)对(duì)正火后的组织和(hé)性能均有影(yǐng)响(xiǎng)。正火组织还可作为合金(jīn)钢(gāng)的一(yī)种分类方法。通(tōng)常根据直(zhí)径为25毫米(mǐ)的(de)试样加(jiā)热到900℃后,空冷得到的(de)组织,将合金钢分为珠光体钢、贝氏体钢(gāng)、马氏体(tǐ)钢和奥氏体(tǐ)钢。

  退火是将金属(shǔ)缓慢加热到一定温度,保持足够(gòu)时间,然后以适宜(yí)速度冷却(què)的一种金属热处理(lǐ)工艺。退火热(rè)处理分为完(wán)全退火(huǒ),不完全退火和去应力(lì)退火。退火材料的力学性(xìng)能可以用拉伸试验来检测,也可以用硬度(dù)试验来检测。许多钢(gāng)材都是以退火(huǒ)热处理状态供货的,钢材(cái)硬度检(jiǎn)测(cè)可以采用洛氏硬度计,测试HRB硬度,对于较薄的钢板、钢带以(yǐ)及薄(báo)壁钢管,可(kě)以采用表面洛氏硬度计,检测HRT硬度。

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退火的目的在于:

  ① 改善或消除钢铁(tiě)在铸造、锻(duàn)压(yā)、轧制和焊接(jiē)过程中所造成的(de)各种组织缺陷以及残余(yú)应力,防止工件(jiàn)变形(xíng)、开裂。

  ② 软化工件以(yǐ)便进行切削加工。

  ③ 细化晶粒,改(gǎi)善组(zǔ)织以提高工件的机械性能。

  ④ 为(wéi)***终热处理(lǐ)(淬火、回火)作好组(zǔ)织准备(bèi)。

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常用的退(tuì)火(huǒ)工(gōng)艺有:

  ① 完全退(tuì)火。用以细化中、低碳钢经(jīng)铸造、锻压和焊接后出(chū)现的力学性能不佳的粗大过热组织(zhī)。将(jiāng)工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时(shí)间,然(rán)后随炉缓慢冷却,在冷却过程(chéng)中奥(ào)氏体再次发生(shēng)转(zhuǎn)变,即(jí)可使钢的组织变细。

  ② 球(qiú)化退火。用以降低工具钢和轴承钢锻压(yā)后(hòu)的偏高硬度。将工件加热到钢开始形(xíng)成(chéng)奥氏体(tǐ)的温度以(yǐ)上20~40℃,保(bǎo)温(wēn)后(hòu)缓慢冷却,在冷却(què)过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬(yìng)度。

  ③ 等温(wēn)退(tuì)火。用以降低某(mǒu)些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度(dù),以进行切(qiē)削加工。一般(bān)先以较快速(sù)度冷(lěng)却到奥氏体(tǐ)***不稳定的温(wēn)度,保温适当时间,奥氏体(tǐ)转变为托氏体或索氏体,硬(yìng)度即可(kě)降 低。

  ④ 再结晶退火。用(yòng)以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化(huà)现象(硬度升高、塑性下(xià)降)。加热温(wēn)度一般为(wéi)钢开始(shǐ)形成奥(ào)氏体的温度(dù)以下50~150℃ ,只有这样(yàng)才能(néng)消除加工(gōng)硬(yìng)化效(xiào)应使金(jīn)属(shǔ)软化。

  ⑤ 石墨化退火。用以使含有大量渗碳体的(de)铸(zhù)铁变成塑性良好的(de)可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热(rè)到(dào)950℃左右,保温(wēn)一(yī)定时间(jiān)后适当冷却,使渗碳体分解形(xíng)成(chéng)团(tuán)絮状石(shí)墨。

  ⑥ 扩(kuò)散退火。用以使合金铸件化学成分(fèn)均(jun1)匀化(huà),提高(gāo)其(qí)使(shǐ)用性能。方法是在不发生熔化的前提下,将(jiāng)铸件加热到尽可能高(gāo)的温度,并长时间保温,待合金中各种(zhǒng)元(yuán)素扩(kuò)散趋于均匀分布(bù)后缓冷(lěng)。

  ⑦ 去应力(lì)退火。用以消(xiāo)除钢铁(tiě)铸件和(hé)焊接(jiē)件的(de)内应(yīng)力。对(duì)于钢铁制品加热后开(kāi)始形成奥(ào)氏体(tǐ)的(de)温度(dù)以下100~200℃,保(bǎo)温后在空气(qì)中(zhōng)冷却,即可消除内应力。

  淬火,金属和玻璃的一种热(rè)处理工艺。把合金制品或玻璃加热到一定温度,随即(jí)在水、油或空气中急速冷却,一般用以提(tí)高合金的硬度(dù)和强度。通称“蘸火”。将(jiāng)经过淬(cuì)火的工件重新加热到低于下临界温(wēn)度的适当(dāng)温度,保(bǎo)温一(yī)段(duàn)时间(jiān)后(hòu)在空(kōng)气或(huò)水、油等(děng)介质中冷却(què)的金属热处理。

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钢(gāng)铁工件在淬火后具有以下(xià)特点:

  ① 得到了马氏体、贝氏体、残余(yú)奥氏体等不平衡(即不稳定)组织。

  ② 存在(zài)较大内应力。

  ③ 力学性能不能满足(zú)要求。因(yīn)此(cǐ),钢铁工件淬火后一(yī)般都要经过回火(huǒ)。

  回(huí)火的作用(yòng)在于(yú):

  ① 提高组(zǔ)织稳(wěn)定性,使工件在使用过程中不再(zài)发生组织转变,从而使(shǐ)工件几何尺寸和(hé)性能保持稳定。

  ② 消除内应力,以便改(gǎi)善工(gōng)件的使用性能并稳定工件几何尺寸。

  ③ 调整钢铁的力学性能以(yǐ)满(mǎn)足使(shǐ)用要求。

  回火(huǒ)之所以具(jù)有这些作用(yòng),是因为温度(dù)升高(gāo)时,原子活动能力增强,钢铁中(zhōng)的铁、碳和其他合金元素(sù)的原子可以较(jiào)快地(dì)进行扩散,实(shí)现原子的重新排列组合,从而使不稳定的不平衡组织逐(zhú)步转变(biàn)为稳定的平衡组(zǔ)织。内应(yīng)力的消除还与温度升高时金(jīn)属强度降低有关。一般钢铁回火时,硬度和强度下降,塑(sù)性提高。回火(huǒ)温度越高,这些(xiē)力学性能的变化越(yuè)大。有些合金元素含量较高(gāo)的合(hé)金钢,在某(mǒu)一温度(dù)范围回火(huǒ)时,会析出(chū)一(yī)些颗粒细小的金属化合物,使强度和硬度上(shàng)升(shēng)。这种(zhǒng)现(xiàn)象称(chēng)为二次硬(yìng)化(huà)。

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回火要求(qiú):用途不(bú)同的工件应在(zài)不(bú)同温度下回火,以满足使(shǐ)用(yòng)中的要求。

  ① 刀具、轴(zhóu)承、渗碳淬火(huǒ)零件、表面淬火零件通常在250℃以下进行低温回火。低温回(huí)火(huǒ)后硬度变(biàn)化不(bú)大,内应力(lì)减小,韧(rèn)性稍有提高。

  ② 弹(dàn)簧在350~500℃下中温回火,可(kě)获得较高的(de)弹性和必要的韧性。

  ③ 中碳结构钢制作的零件(jiàn)通常在(zài)500~600℃进(jìn)行高温回火,以获得适宜的强度与(yǔ)韧性的良好配合。

  淬火加(jiā)高温回火的热处理(lǐ)工艺总称为调质。

  钢在(zài)300℃左(zuǒ)右回火时,常使(shǐ)其脆(cuì)性增大,这种现象(xiàng)称为***类回火脆性。一般不应在这个温度区间(jiān)回火。某些中碳合金结构钢在(zài)高温回火后,如果缓慢冷至室温,也易(yì)于(yú)变脆。这种现(xiàn)象称(chēng)为第二类(lèi)回火脆性。在钢(gāng)中加入钼,或回火时在油或水中(zhōng)冷却,都(dōu)可以(yǐ)防止第二类回(huí)火脆性。将(jiāng)第二类回火脆性的(de)钢重新加热(rè)至(zhì)原(yuán)来的回火温度(dù),便(biàn)可以(yǐ)消除这种脆性。

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一.钢(gāng)的退火

  概念:将钢加(jiā)热、保温后(hòu)缓慢冷却,以获(huò)得接近平衡组(zǔ)织的工艺过程。

  1、完全(quán)退火

  工艺(yì):加热Ac3以上30-50℃→保温(wēn)→随炉冷到(dào)500度以下→空冷室温。

  目的:细(xì)化晶粒,均匀组织(zhī) ,提高塑韧(rèn)性,消除内应(yīng)力,便于机械(xiè)加工。

  2、等温(wēn)退火(huǒ)

  工艺:加热Ac3以(yǐ)上→保温→快冷至珠光(guāng)体转变温度→等温停留(liú)→转变为P→出炉空(kōng)冷;

  目的:同上。但时(shí)间短(duǎn),易控制,脱氧、脱碳小。(适用(yòng)于过冷A比较稳定的(de)合金钢及大型碳钢(gāng)件)。

  3、球化(huà)退火

  概念:是使(shǐ)钢中的渗(shèn)碳体球化的工艺过程。

  对象:共析(xī)钢(gāng)和过共析钢

  工艺:

  (1)等(děng)温(wēn)球化退火(huǒ)加热Ac1以(yǐ)上20-30度→保(bǎo)温(wēn)→迅速冷却到(dào)Ar1以下20度→等温→随炉冷至600度(dù)左右→出炉(lú)空冷(lěng)。

  (2)普通球化退火加热(rè)Ac1以上20-30度→保温→极缓慢冷却至600度左右→出炉空冷。(周期长,效率低,不适用)。

  目的(de):降低(dī)硬度、提高塑韧性,便(biàn)于切削加工。

  机理:使片状或网状渗碳体变成(chéng)颗粒状(球状(zhuàng))

  说明:退火加热时,组织没(méi)有完全(quán)A化,所(suǒ)以又称不完全退(tuì)火。

  4、去应力退火

  工艺:加热到Ac1以(yǐ)下某一温度(500-650度)→保(bǎo)温→缓冷至(zhì)室温。

  目的:消除铸件、锻件、焊接件等的残余(yú)内应力,稳定工件尺寸。

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二.钢的回火

  工艺:将淬火后的(de)钢重新加热到A1以下某一温度保温,然后冷却(一(yī)般空冷)至室温。

  目的:消除淬(cuì)火产生的内应力,稳定工件尺寸,降低脆性(xìng),改善切削加工性能(néng)。

  力学性能(néng):随(suí)着回火温度的升(shēng)高,硬度、强度下降,塑性(xìng)韧性升高。

  1、低温回火:150-250℃ ,M回,减(jiǎn)少内应力和脆性,提高塑韧(rèn)性,有(yǒu)较高(gāo)的(de)硬度和耐磨性。用于制作量具、刀具和滚动(dòng)轴承等。

  2、中(zhōng)温回火:350-500℃ ,T回,具有(yǒu)较高的弹性,有(yǒu)一定(dìng)的塑(sù)性和硬度。用(yòng)于(yú)制作弹簧、锻模(mó)等(děng)。

  3、高温回火:500-650℃ ,S回,具有良好的综合力学(xué)性(xìng)能。用(yòng)于制作齿轮、曲轴等。


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