金屬材料表面處理

2021-03-04 09:36:00 字數 3999 閱讀 8770

碳溶解在γ鐵中形成的一種間隙固溶體,呈麵心立方結構,無磁性。奧氏體是一般鋼在高溫下的組織,其存在有一定的溫度和成分範圍。有些淬火鋼能使部分奧氏體保留到室溫,這種奧氏體稱殘留奧氏體。

在合金鋼中除碳之外,其他合金元素也可溶於奧氏體中,並擴大或縮小奧氏體穩定區的溫度和成分範圍。例如,加入錳和鎳能將奧氏體臨界轉變溫度降至室溫以下,使鋼在室溫下保持奧氏體組織,即所謂奧氏體鋼。

索氏體鋼經正火或等溫轉變所得到的鐵素體與滲碳體的機械混合物。索氏體組織屬於珠光體型別的組織,但其組織比珠光體組織細。索氏體具有良好的綜合機械效能。

將淬火鋼在450-600℃進行回火,所得到的索氏體稱為回火索氏體(tempered sorbite)。回火索氏體中的碳化物分散度很大,呈球狀。故回火索氏體比索氏體具有更好的機械效能。

這就是為什麼多數結構零件要進行調質處理(淬火+高溫回火)的原因。

索氏體的定義及組織特徵。索氏體,是在光學金相顯微鏡下放大600倍以上才能分辨片層的細珠光體(gb/t7232標準)。其實質是一種珠光體,是鋼的高溫轉變產物,是片層的鐵素體與滲碳體的雙相混合組織,其層片間距較小(250~350nm),碳在鐵素體中已無過飽和度,是一種平衡組織。

馬氏體(martensite)是黑色金屬材料的一種組織名稱。馬氏體(m)是碳溶於α-fe的過飽和的固溶體,是奧氏體通過無擴散型相變轉變成的亞穩定相。其比容大於奧氏體、珠光體等組織,這是產生淬火應力,導致變形開裂的主要原因。

馬氏體最初是在鋼(中、高碳鋼)中發現的:將鋼加熱到一定溫度(形成奧氏體)後經迅速冷卻(淬火),得到的能使鋼變硬、增強的一種淬火組織。

什麼是正火、回火、淬火、退火?區別?

答:正火,又稱常化,是將工件加熱至ac3或acm以上40~60℃,保溫一段時間後,從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在於使晶粒細化和碳化物分布均勻化,去除材料的內應力,增加材料的硬度。

正火(英文名稱:normalizing),又稱常化,是將工件加熱至ac3(ac是指加熱時自由鐵素體全部轉變為奧氏體的終了溫度,一般是從727℃到912℃之間)或acm(acm是實際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線 )以上30~50℃,保溫一段時間後,從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在於使晶粒細化和碳化物分布均勻化。

正火與退火的不同點是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快,因而正火組織要比退火組織更細一些,其機械效能也有所提高。另外,正火爐外冷卻不占用裝置,生產率較高,因此生產中盡可能採用正火來代替退火。對於形狀複雜的重要鍛件,在正火後還需進行高溫回火(550-650℃)高溫回火的目的在於消除正火冷卻時產生的應力,提高韌性和塑性。

回火:將經過淬火的工件重新加熱到低於下臨界溫度的適當溫度,保溫一段時間後在空氣或水、油等介質中冷卻的金屬熱處理工藝。或將淬火後的合金工件加熱到適當溫度,保溫若干時間,然後緩慢或快速冷卻。

一般用以減低或消除淬火鋼件中的內應力,或降低其硬度和強度,以提高其延性或韌性。

鋼的淬火是將鋼加熱到臨界溫度ac3(亞共析鋼)或ac1(過共析鋼)以上溫度,保溫一段時間,使之全部或部分奧氏體1化,然後以大於臨界冷卻速度的冷速快冷到ms以下(或ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。通常也將鋁合金、銅合金、鈦合金、鋼化玻璃等材料的固溶處理或帶有快速冷卻過程的熱處理工藝稱為淬火。

退火是一種金屬熱處理工藝,指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時間,然後以適宜速度冷卻。目的是降低硬度,改善切削加工性;消除殘餘應力,穩定尺寸,減少變形與裂紋傾向;細化晶粒,調整組織,消除組織缺陷。準確的說,退火是一種對材料的熱處理工藝,包括金屬材料、非金屬材料。

而且新材料的退火目的也與傳統金屬退火存在異同。

1. 退火

把鋼加熱到一定溫度並在此溫度下保溫,然後緩慢冷卻到室溫.

退火有完全退火、球化退火、去應力退火等幾種。

a將鋼加熱到預定溫度,保溫一段時間,然後隨爐緩慢冷卻稱為完全退火.目的是降低鋼的硬度,消除鋼中不均勻組織和內應力.

b,把鋼加熱到750度,保溫一段時間,緩慢冷卻至500度下,最後在空氣中冷卻叫球化退火.目的是降低鋼的硬度,改善切削效能,主要用於高碳鋼.

c,去應力退火又叫低溫退火,把鋼加熱到500~600度,保溫一段時間,隨爐緩冷到300度以下,再室溫冷卻.退火過程中組織不發生變化,主要消除金屬的內應力.

2.正火

將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50℃,保溫適當時間後,在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。

正火的主要目的是細化組織,改善鋼的效能,獲得接近平衡狀態的組織。

正火與退火工藝相比,其主要區別是正火的冷卻速度稍快,所以正火熱處理的生產周期短。故退火與正火同樣能達到零件效能要求時,盡可能選用正火。

3.淬火

將鋼件加熱到臨界點以上某一溫度(45號鋼淬火溫度為840-860℃,碳素工具鋼的淬火溫度為760~780℃),保持一定的時間,然後以適當速度在水(油)中冷卻以獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝稱為淬火。

淬火與退火、正火處理在工藝上的主要區別是冷卻速度快,目的是為了獲得馬氏體組織。馬氏體組織是鋼經淬火後獲得的不平衡組織,它的硬度高,但塑性、韌性差。馬氏體的硬度隨鋼的含碳量提高而增高。

4.回火

鋼件淬硬後,再加熱到臨界溫度以下的某一溫度,保溫一定時間,然後冷卻到室溫的熱處理工藝稱為回火。

淬火後的鋼件一般不能直接使用,必須進行回火後才能使用。因為淬火鋼的硬度高、脆性大,直接使用常發生脆斷。通過回火可以消除或減少內應力、降低脆性,提高韌性;另一方面可以調整淬火鋼的力學效能,達到鋼的使用效能。

根據回火溫度的不同,回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火三種。

a 低溫回火150~250.降低內應力,脆性,保持淬火後的高硬度和耐磨性.

b 中溫回火350~500;提高彈性,強度.

c 高溫回火500~650;淬火鋼件在高於500℃的回火稱為高溫回火。淬火鋼件經高溫淬火後,具有良好綜合力學效能(既有一定的強度、硬度,又有一定的塑性、韌性)。所以一般中碳鋼和中碳合金鋼常採用淬火後的高溫回火處理。

軸類零件應用最多。

碳鋼的成分不同,怎麼樣表示?35crala,38crmoala數字和字母代表什麼含義。

答:按用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又可分為建築結構鋼和機器製造結構鋼兩種。

按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(ωc≤0.25%),中碳鋼(ωc0.25%-0.

6%)和高碳鋼(ωc>0.6%)

按磷、硫合量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優質碳素鋼(含磷、硫較低)和高階優質鋼(含磷、硫更低)一般碳鋼中含碳量越高則硬度越高,強度也就高,但塑性降低。

碳鋼的牌號與用途

1.普通碳素結構鋼:q195、 q215、 q235、 q255、 q275等。

數字表示最低屈服強度。

q195、 q215、 q235塑性好,可軋制成鋼板、鋼筋、鋼管等。

q255、 q275可軋制成型鋼、鋼板等。

2.優質碳素結構鋼:鋼號以碳的平均質量萬分數表示。

如20#、45#等。 20#表示含c:0.20%(萬分之20)。

用途:主要用於製造各種機器零件

3.碳素工具鋼:鋼號以碳的平均質量千分數表示,並在前冠以t。

如t9、t12等。 t9表示含c:0.9%(千分之9)

用途:主要用於製造各種刀具、量具、模具等

4.鑄鋼:鑄鋼牌號是在數字前冠以zg,數字代表鋼中平均質量分數(以萬分數表示)。如zg25,表示含c:0.25%。

用途:主要用於製造形狀複雜並需要一定強度、塑性和韌性的零件,如齒輪、聯軸器等。

35crala,38crmoala

疲勞強度的定義。

答:疲勞強度是指金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限。

疲勞強度是指金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限。實際上,金屬材料並不可能作無限多次交變載荷試驗。一般試驗時規定,鋼在經受10ˇ7次、非鐵(有色)金屬材料經受10ˇ8次交變載荷作用時不產生斷裂時的最大應力稱為疲勞強度。

當施加的交變應力是對稱迴圈應力時,所得的疲勞強度用σ–1表示。許多機械零件,在工作過程中各點的應力隨時間作週期性的變化,這種隨時間作週期性變化的應力稱為交變應力(也稱迴圈應力)。在交變應力的作用下,雖然零件所承受的應力低於材料的屈服點,但經過較長時間的工作後產生裂紋或突然發生完全斷裂的現象稱為金屬的疲勞。

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