材料的热处理详解

原创 胡伟明  2020-08-29 20:56:00  阅读 108 次 评论 0 条
摘要:

概念钢的热处理是利用固体相变规律,经过一定的加热、保温、冷却工艺以及一定的塑性变形相结合的工艺,获得一定的组织结构和与之相应的物理、化学和力学性能、特别是综合力学性能的技术。加热温度、保温时间、冷却速度和介质的物理化学性能是钢热处理4个基本参数。热处理技术分为三大类:基础热处理、化学热处理和形变热处理。基础热处理也称一般热处理。单纯利用温度的变化改善钢的组织和性能的热处理方法。退火把钢加热到临界点以上温度,获得高温相然后缓慢冷却,使钢在接近平衡条件下发生固态相变,以改善钢在凝固、形变、焊接或以前

概念

钢的热处理是利用固体相变规律,经过一定的加热、保温、冷却工艺以及一定的塑性变形相结合的工艺,获得一定的组织结构和与之相应的物理、化学和力学性能、特别是综合力学性能的技术。加热温度、保温时间、冷却速度和介质的物理化学性能是钢热处理4个基本参数。

热处理技术分为三大类:基础热处理、化学热处理和形变热处理。

基础热处理

也称一般热处理。单纯利用温度的变化改善钢的组织和性能的热处理方法。

退火

把钢加热到临界点以上温度,获得高温相然后缓慢冷却,使钢在接近平衡条件下发生固态相变,以改善钢在凝固、形变、焊接或以前热处理过程中产生的组织。也可以把钢加热到不发生相变的温度,使钢消除内应力,或使受冷变形的钢发生回复和再结晶。

退火的形式主要有:重结晶退火;等温退火;球化退火;再结晶退火;消除应力退火;均匀化退火等。

正火

正火是将钢加热到Ac3以上的温度,保温一定的时间,然后以中速(大于退火冷却速度)冷却的热处理工艺。因此,从实质上来说正火是钢退火的一种特殊情况。

正火只适用于碳钢、低、中合金钢,不适用高合金钢。

淬火

是将钢加热到高温奥氏体区域,然后快速冷却,以保持高温形成的稳定相或亚稳定相,借以利用高温形成的良好性能,并为下一步的热处理做准备。

回火

回火是将淬火钢加热到临界点A1以下某一温度,保温适当时间,冷却到室温的一种热处理工艺。回火的目的在于消除淬火应力,使钢的组织转变成稳定状态。

低温回火:一般低温回火的温度为150-250度

中温回火:350-500度

高温回火:500-650度。

化学热处理

是利用钢中的扩散和合金相的形成等规律,使钢在特定的可控介质中,从表面渗入不同的元素,改变钢的表面层化学成分和组织结构,并可在随后的热处理中使钢发生所需的相变,以改善其化学、物理和力学性能的方法。如渗铝、渗硼、渗氮、渗钒等。

形变热处理

是钢在塑形加工过程中,利用钢的形变和相变的规律及交互作用,控制钢的组织,提高其综合性能。如控制轧制和锻后余热淬火等。

钢的过冷奥氏体转变

在共析温度A1以下的奥氏体为过冷奥氏体,过冷奥氏体为不稳定状态,将会发生相变,因此,材料的热处理其实就是材料的自由能降低,从一个状态自动转变到另一个状态。

奥氏体不锈钢的热处理

固溶处理:奥氏体不锈钢加热到1000~1100℃,保温一定时间然后快速冷却,获得单相奥氏体组织的工艺方法。这种热处理的作用是铬的碳化物和脆性相充分溶入到固溶体中,使奥氏体不锈钢具有一定的强度、很高的韧性和优良的耐蚀性。

稳定化:将含有Ti和Nb等稳定化元素的奥氏体不锈钢,加热到850~950℃,保温一定时间后水冷、油冷或空冷,使稳定化元素Ti、Nb和钢中的碳形成碳化钛、碳化铌,以提高钢的耐晶间腐蚀性能。


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