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紧固件的热处理和流程规范
紧固件冷墩成形后的热处理主要目的是通过淬火+回火，使工件获得良好的综合机械性能。钢的热处理就是热处理中常说的四把火：退火、正火、淬火和回火，是采用适当的方式对金属材料或工件进行加热、保温和冷却以获得预期的组织结构与性能的工艺方法和过程。其中的淬火与回火关系密切，常常配合使用，缺一不可。今天，螺丝君介绍紧固件生产中的热处理工艺需要了解的概念和定义，同时，介绍常用的紧固件热处理参数和热处理设备--网带炉。
1、铁碳合金相图的有关概念
Fe-C合金相图是研究铁碳合金成分、温度、组织和性能之间关系的理论基础，是制定热加工工艺的依据，和紧固件热处理相关的概念和特征线：
1)PSK水平线-共析线-A1线：含碳量为0.77%的奥氏体冷却到此线时，在727℃同时析出铁素体和渗碳体的机械混合物，此反应称为共析反应。
2)GS线-A3线：钢材冷却时奥氏体转变为铁素体的开始线。
3)ES线-Acm线：是碳在奥氏体中的溶解度线，实际上是冷却时由奥氏体中析出二次渗碳体的开始线。
由于加热的时候有过热度,冷却的时候有过冷度,所以同一个相变点,加热和冷却不一样,因此,加热的时候用c表示,冷却的时候用r表示,所以，相应的有:加热Ac1、Ac3、Accm、，冷却Ar1、Ar3、Arcm。
Ac1：加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度。
Ar1：冷却时奥氏体向珠光体转变的开始温度。
Ac3：加热时游离铁素体全部转变为奥氏体的终了温度。
Ar3：冷却时奥氏体开始析出游离铁素体的温度。
Accm：加热时二次渗碳体全部溶入奥氏体的终了温度。
Arcm：冷却时奥氏体开始析出二次渗碳体的温度。
热处理中的铁碳平衡图中的Ac1、Ac3、Accm等线代表是铁碳合金材料组织转变的温度曲线，由于含碳量的不同，其转变温度是不同的。
2、淬火
淬火是将钢加热到Ac1或Ac3以上，保温一定时间，然后快速冷却以获得马氏体组织的热处理工艺。
淬火加热以得到细而均匀的奥氏体晶粒为目的，以便冷却后获得细小的马氏体组织。
钢的淬透性和淬硬性是钢淬火中的两个关键概念。钢的淬透性是指钢在淬火时获得马氏体深度的能力，是钢材自身属性，与选取得炉型、工艺无关，淬透性高低取决于钢的临界冷却速度。
其大小通常用规定条件下淬火所获得的淬硬层深度来表示。淬硬层深度是从淬硬的工件表面量变至规定的硬度值处的垂直距离。
淬硬性是钢在理想状态下淬火后获得最高硬度的能力，取决于马氏体中的碳含量。
淬火加热温度和保温时间是淬火的关键。亚共析钢的淬火加热温度通常为Ac3以上30～50℃；过共析钢的淬火加热温度通常为Ac1以上30～50℃。
在选者淬火冷却起始温度时，要综合考虑碳含量、合金元素、工件尺寸形状、加热方式、淬火介质和原始组织等因素。
保温时间，包括工件在炉内的升温时间、透热时间和组织转变所需要的时间，保温时间的长短与装炉量、炉型、工件尺寸、钢材成分及技术要求有关。
常用的淬火冷却介质是水、油、熔盐和熔碱等。
通常的淬火方法，包括单液淬火、双液淬火、马氏分级淬火和贝氏体等温淬火等。
3、回火
回火是将淬火后的钢件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间后冷却至室温的热处理工艺。
回火目的是消除或降低应力，防止变形或开裂；稳定组织，稳定形状和尺寸，保证精度；调整强度、硬度、塑性和韧性等力学性能。
根据工件性能要求的不同，按其回火温度的不同，可将回火分为以下几种：
1）低温回火（150－250度），低温回火所得组织为回火马氏体。
其目的是在保持淬火钢的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其淬火内应力和脆性，以免使用时崩裂或过早损坏。
2）中温回火（350－500度），中温回火所得组织为回火屈氏体。
其目的是获得高的屈服强度，弹性极限和较高的韧性。
3）高温回火（500－650度），高温回火所得组织为回火索氏体。
习惯上将淬火加高温回火相结合的热处理称为调质处理，其目的是获得强度，硬度和塑性，韧性都较好的综合机械性能。
4、紧固件热处理的流程
紧固件在网带炉上的淬火和回火过程：
5、紧固件的机械性能和热处理工艺参数
根据螺栓的机械性能分为高强度螺栓和普通螺栓，高强度螺栓主要是指机械性能等级≥8.8的螺栓。
这些产品主要采用低、中碳合金(如含硼或锰或铬)钢或中碳钢优质材料制造，除个别品种规格外，都要进行经淬火并回火处理，具有较高的力学性能和使用性能。
热处理是高强度螺栓生产的关键工序，决定了螺栓的最终使用性能，可以使高强度紧固件获得一定的强度、良好的塑性、韧性和低的缺口敏感性以及较高的抗弯强度、避免产生松驰现象等综合力学性能及使用性能。
下表中的加热温度和保温时间会因为零件结构不同和制造商的经验不同有一定差异：
6、热处理设备--网带炉
由于高强度螺栓生产量大，价格低廉，螺纹部分又是比较细微相对精密的结构，因此
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