钢材热处理后加工,钢材热处理后加工方法
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1、钢渗碳后随后的最终热处理工艺有哪些?
渗碳钢的热处理一般是渗碳后进行淬火及低温回火,以获得高硬度的表层及强而韧的心部。
根据钢的成分的差异,常用的热处理方法有以下几种。
(1)渗碳后预冷直接淬火及低温回火这种方法适用于合金元素含量较低又不易过热的钢,如20CrMnTi、20CrTi等。
(2)一次淬火渗碳后缓冷至室温,重新加热淬火并低温回火。
适用于渗碳时易过热的碳钢、低合金钢工件及固体渗碳后的零件等。
(3)两次淬火渗碳后缓冷至室温,重新加热两次淬火并低温回火。
适用于本质粗晶粒钢及对性能要求很高的工件,但生产周期长,成本高,易脱碳氧化和变形。
对于合金化程度较高的18Cr2Ni4WA等钢种,如果渗碳后预冷淬火,渗层将存在大量残留奥氏体,使硬度降低。
为此,生产上采用渗碳空冷后进行高温回火,使残留奥氏体分解,然后再进行加热淬火和低温回火。热处理和组织特点渗碳件一般的工艺路线为:下料→锻造→正火→机加工→渗碳→淬火 低温回火→磨削。
渗碳温度为900~950℃,渗碳后的热处理通常采用直接淬火加低温回火,但对渗碳时易过热的钢种如20、20Mn2等,渗碳后需先正火,以消除晶粒粗大的过热组织,然后再淬火和低温回火。
淬火温度一般为Ac1 30~50℃。使用状态下的组织为:表面是高碳回火马氏体加颗粒状碳化物加少量残余奥氏体(硬度达HRC58~62),心部是低碳回火马氏体加铁素体(淬透)或铁素体加托氏体(未淬透)。
渗碳是指使碳原子渗入到钢表面层的过程。
也是使低碳钢的工件具有高碳钢的表面层,再经过淬火和低温回火,使工件的表面层具有高硬度和耐磨性,而工件的中心部分仍然保持着低碳钢的韧性和塑性。
一般渗碳的温度为900~950℃,淬火温度为800~850℃油淬,回火温度为180~200℃。
渗碳只能改变零件表面的化学成分,要使零件获得外硬内韧的性能,渗碳热处理后还必须进行淬火加低温回火,来改善钢的强韧性和稳定零件的尺寸。根据工件的成分、形状和力学性能等,渗碳后常采用以下几种热处理方法。
1)直接淬火 低温回火。
将零件自热处理炉中取出直接淬火,然后回火以获得表面所需的硬度。直接淬火的条件有两点:渗碳热处理后奥氏体晶粒度在5-6级以上;渗碳层中无明显的网状和块状碳化物。20CrMnTi等钢在渗碳后大多采用直接淬火。
2)预冷直接淬火 低温回火
预冷的目的是减小零件变形,使表面的残余奥氏体因碳化物的析出而减少。预冷直接淬火表面硬度略有提高,但晶粒没有变化,预冷温度应高于Ar3,防止心部析出铁素体,温度过高影响预冷过程中碳化物的析出,残余奥氏体量增加,同时也使淬火变形增大。
3)一次加热淬火 低温回火
将渗碳件快冷至室温后再重新加热进行淬火和低温回火,适用于淬火后对心部有较高强度和较好韧性要求的零件。
4)高温回火 淬火 低温回火
经高温回火后残余奥氏体分解,渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出,易于机械加工同时残余奥氏体减少,主要用于Cr-Ni合金钢零件。
5)二次淬火 低温回火
将工件冷至室温后,再进行两次淬火,然后低温回火。这是一种同时保证心部与表面都获得高性能的热处理方法,两次淬火有利于减少表面的残余奥氏体数量。
6)二次淬火 冷处理 低温回火
也称为高合金钢减少表层残余奥氏体量的热处理,多用于齿轮和轴类零件。
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