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金属材料及热处理基础知识 热处理 热处理的作用 热处理是将钢在固态下加热到顶定的温度，保温一定的时间，然后以预定的方式冷却下来的一种热加工工艺 通过热处理可以改变钢的内部组织结构，从而改善其工艺性能和使用性能，充分挖掘钢材的潜力，延长零件的使用寿命，提高产品质量，节约材料和能源 正确的热处理工艺还可以消除钢材经铸造、锻造、焊接等热加工工艺造成的各种缺陷，细化晶粒、消除偏析、降低内应力，使组织和性能更加均匀 在生产工艺流程中，工件经切削加工等成形工艺而得到最终的形状和尺寸后，再进行的赋于工件所需使用性能的热处理称为最终热处理，而将热加后为随后冷拔、冲压和切削加工或最终热处理作好组织准备的热处理称为预备热处理 热处理工艺介绍 退火 将钢加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺 钢的退火工艺种类很多，根据加热温度可分为两大类，一类是在临界温度(Ac1或Ac3)以上的退火，又称为相变重结晶退火，包括完全退火、不完全退火、球化退火和扩散退火等，另一类是在临界温度以下的退火，包括再结晶退火及去应力退火等，根据冷却方式不同，退火又可分为连续退火和等温退火等 阀门零件常用的三种退火，不完全退火与完全退火、去应力退火 不完全退火：不完全退火是将钢加热至Ac1-Ac3 (亚共析钢)或Ac1-Accm (过共析钢)之间，保温后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺，不完全退火加热温度较完全退火低，工艺周期也较短，消耗热能较少，可降低成本，提高生产效率，因此，对锻造工艺正常的亚共析钢锻件，可采用不完全退火代替完全退火，一般马氏体不锈钢如1Cr13、2Cr13、1Cr17Ni2 等锻造后用此方法来达到目的 完全退火：完全退火是将钢加热到Ac3温度以上，保温足够的时间，使组织完全奥氏体化后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺，完全退火的目的是为了细化品粒、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、降低硬度、改善切削加工性能和冷塑性变形性能，完全退火加热温度不宜过高，一般在Ac3以上20、30℃，退火后的冷却速度应缓慢，以保证奥氏体在Ar1温度以下不大的过冷条件下进行珠光体转变，避免硬度过高，一般碳钢的冷却速度应小于200℃／h，低合金钢的冷却速度应为100℃／h ，高合金钢的冷却速度应为50℃／h 完全退火需要的时间很长，尤其是过冷奥氏体比较稳定的合金钢，如将奥氏体化后的钢很快阵至稍低于Ar1的温度等温，使奥氏体转变为珠光体，再空冷至室温，则可显著缩短退火时间，这种退火方法称为等温退火等温退火适用于高碳钢、合金工具钢和高台金钢等。等温退火还有利于工件获得均匀的组织和性能，但是，对于大截面工件和大批量炉料，等温退火不易使工件内部达到等温温度，故不宜采用此法，在阀门零件中，35CrMo的螺栓用此工艺 去应力退火：为了消除铸件、锻件、焊接件、冷冲压件以及机械加工工件中的残余内应力，提高工件的尺寸稳定性，防止变形和开裂，在精加工或淬火之前将工件加热至Ac1以下目一温度，保温一定时间，然后缓慢冷却，这种热处理工艺称为去应力退火，钢件的去应力退火加热温度很宽，应根据具体情况来决定，一班在500-650℃之间，对于某些经受冷变形加工的工件，如冷卷弹簧，为了消除冷卷时产生的内应力，同时保持其高弹性极限，去应力退火的温度应在250-300℃之间，保温后应缓慢冷却，以免产生新的应力，冷至200-300℃出沪，再空冷至室温 正火 正火是将钢加热到Ac3 (对于亚共析钢)或Accm (对于过共析钢)以上适当的温度，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，以得到珠光体类型组织的热处理工艺 正火与完全退火相比，二者的加热温度相同，但正火的冷却速度较快，转变温度较低 正火只适用于碳素钢及低、中合金钢，而不适用于高合金钢。因为高合金钢的奥氏体非常稳定，即使在空气中冷却也会获得马氏体组织 正火的加热温度通常在Ac3或Accm以上30-50℃，正火是比较简单、经济的热处理方法，在生产中应用较广泛，主要目的是为了细化晶粒，使其组织更加均匀，改善机加工性能，在阀门中一般25#，45#钢的零件采用此工艺 淬火 将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上一定温度．保温一定时问，然后以大于临界淬火速度的速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火，它可以显著提高钢的强度和硬度 在正常淬火条件下，得到马氏体组织与零件材料含碳量有关，含碳量高，马氏体多，硬度就高，所以一般控制在含碳量大于0.25%以上，才能通过淬火淬硬 淬火钢在水中或在冷却最快的盐水中冷却，某些合金钢在油中冷却，高合金钢、马氏体（13）型不锈钢如1Cr13、2Cr13、3Cr13 等在空气中冷却 淬火后应力较大,通常很硬和很脆,容易断裂,为使钢淬火后消