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做机械的必须要了解的9个热处理基础知识和2个注意事项

热处理是将金属材料放入特定的介质中加热,保温和冷却,来改变材料表面或内部的金相组织结构,来得到我们需要的材质特性。这是一门很深的学问,深究起来一本厚厚的书都写不全。弱水三千只取一瓢饮,我们只取一瓢自己需要的,吃透了即可。

以下为做机械相关的工程师,需要着重关注9点材料热处理的基本知识:

1、退火

工艺:将钢加热至适当温度——保温——炉冷;

目的:降低硬度,提高塑性,为切削加工做准备,消除内应力,细化晶体,为后续热处理做准备;

2、正火

工艺:将工件加热至Ac3以上30-50度——保温——取出空冷/喷水/吹风冷却;

目的:使晶粒细化和碳化物分布均匀化。功能和退火有点类似,但还是有区别,后文会给出对比;

3、淬火

工艺:将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却;

目的:提高钢的强度,硬度,耐磨性,韧性,疲劳强度甚至铁磁性,耐腐蚀性;

4、回火

工艺:工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷;

目的:清除淬火产生的应力,改善零件综合性能,调整工件的强度,硬度,塑性和韧性,稳定尺寸,保证精度

5、调质

工艺:调质=淬火+高温回火;

目的:调节材料高强度和高韧性,获得综合性能好的零件;

6、表面渗碳/渗氮/氰化

工艺:将工件加热——在零件表面渗入相应的原子

目的:获得表面硬度高,芯部韧性好的零件;

渗碳/渗氮/氰化三者区别:

综合来看:渗碳和渗氮是各有特色,氰化相当于综合了二者的优点,缺点是渗层较薄,易产生黑色组织;

7、发黑(发蓝)

工艺:加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜

目的:表面防腐蚀,防锈

8、固溶处理

工艺:将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却 ;

此工艺有点像淬火,但是加热的温度不一样,得到的效果不一样;

通俗讲法:冰糖+米+水,不蒸煮,米和冰糖不溶,蒸煮后得到甜粥;

目的:改善钢和合金钢的塑性,韧性

9、时效处理(人工时效/自然时效)

(1)人工时效

工艺:低温回火后,精加工前——加热材料至100-150度——保温5-20小时;

目的:稳定精密制件的尺寸,消除残余应力;

(2)自然时效

工艺:工件在室温条件长时间放置;

目的:释放残余应力,改善机械性能,稳定尺寸;

需要关注了解的2个注意事项:

1、弄清退火,正火和回火

四把火中,淬火没的说,功能独一无二,最容易理解,但另外三把火看起来都差别不大,都是改善材质性能的作用,很容易搞混,简单区分如下:

退火,正火一般发生在切削和淬火前,但是对于性能要求不高的工件也可代替回火,作为最终热处理;退火,正火在同样能达到要求的时候优先选择正火,因为正火成本低却效率高;淬火后的加工件是不能直接使用的,脆性太大,易断,所以一般都会进行回火,或者如第一点说的正火或退火。

2、如何选择热处理硬度

根据载荷种类考虑:

根据速度和精度考虑:

若俩零件摩擦,二者硬度应该有差,一硬一软,更耐磨:


欢迎大家在评论处补充你认为文章中有解释不对或欠缺的部分,这样下一个阅读的人就会学到更多,你知道的正是大家需要的。。。

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