❶ 钢材要怎么淬火达到最硬
那你要了解一下原理:钢材的热处理方法和特性
※均质退火处理
简称均质化处理(on),系利用在高温进行长时间加热,使内部的化学成分充分扩散,因此又称为『扩散退火』。加热温度会因钢材种类有所差异,大钢锭通常在1200℃至1300℃之间进行均质化处理,高碳钢在1100℃至1200℃之间,而一般锻造或轧延之钢材则在1000℃至1200℃间进行此项热处理。
※完全退火处理
完全退火处理系将亚共析钢加热至Ac3温度以上30~50℃、过共析钢加热至Ac1温度以上50℃左右的温度范围,在该温度保持足够时间,使成为沃斯田体单相组织(亚共析钢)或沃斯田体加上雪明碳体混合组织后,在进行炉冷使钢材软化,以得到钢材最佳之延展性及微细晶粒组织。
※球化退火处理
球化退火主要的目的,是希望藉由热处理使钢铁材料内部的层状或网状碳化物凝聚成为球状,使改善钢材之切削性能及加工塑性,特别是高碳的工具钢更是需要此种退火处理。常见的球化退火处理包括:(1)在钢材A1温度的上方、下方反复加热、冷却数次,使A1变态所析出的雪明碳铁,继续附着成长在上述球化的碳化物上;(2)加热至钢材A3或Acm温度上方,始碳化物完全固溶于沃斯田体后急冷,再依上述方法进行球化处理。使碳化物球化,尚可增加钢材的淬火后韧性、防止淬裂,亦可改善钢材的淬火回火后机械性质、提高钢材的使用寿命。
※软化退火处理
软化退火热处理的热处理程序是将工件加热到600℃至650℃范围内(A1温度下方),维持一段时间之后空冷,其主要目的在于使以加工硬化的工件再度软化、回复原先之韧性,以便能再进一步加工。此种热处理方法常在冷加工过程反复实施,故又称之为制程退火。大部分金属在冷加工后,材料强度、硬度会随着加工量渐增而变大,也因此导致材料延性降低、材质变脆,若需要再进一步加工时,须先经软化退火热处理才能继续加工。
※弛力退火处理
弛力退火热处理主要的目的,在于清除因锻造、铸造、机械加工或焊接所产生的残留应力,这种残存应力常导致工件强度降低、经久变形,并对材料韧性、延展性有不良影响,因此弛力退火热处理对于尺寸经度要求严格的工件、有安全顾虑的机械构件事非常重要的。弛力退火的热处理程序系将工件加热到A1点以下的适当温度,保持一段时间(不需像软化退火热处理那么久)后,徐缓冷却至室温。特别需要注意的是,加热时的速度要缓慢,尤其是大型对象或形状复杂的工件更要特别注意,否则弛力退火的成效会大打折扣。
※正常化处理
正常化热处理有两个重要的功用,一是使工件结晶粒微细化而改善材料机械性质;另一个目的是调节轧延或铸造组织中碳化物的大小或分布状态,以利后续热处理时碳化物容易固溶于材质,以便提升材料切削性,并使材质均匀化。正常化热处理的热处理程序,系将工件加热至A3(亚共析钢)或Acm(过共析钢)点温度以上30℃至60℃的高温(此即为正常化温度)保持一段时间,材质成为均匀沃斯田体后,静置于空气中使之冷却。正常化时间的估算,可以每25mm厚度持温30分钟来估算需持温时间。正常化热处理又可分为二段正常化、恒温正常化及二次正常化等多种改良式正常化热处理。
※淬火处理
淬火处理的主要目的是将钢材急速冷却以便获得硬度极大的麻田散体组织。钢的淬火处理有三个要件,缺一不可,分别是:(1)在沃斯田体区域内加热一段时间(即沃斯田体化);(2)冷却时要能避开Ar’(波来体)变态;及(3)使钢材产生麻田散体或变韧体而硬化。
淬火处理可分为两个程序来实施,一是加热;一是冷却。通常加热温度又称为淬火温度或沃斯田体化温度,依热处理钢材的不同而有所差异。亚共析钢的淬火温度在Ac3温度以上30℃至60℃范围内,共析钢及过共析钢的淬火温度则是加热至Ac1温度以上30℃至60℃温度范围内。冷却时要分两个阶段来冷却,钢从加热炉取出的钢件,一直冷却到Ar’’变态前的临界区域,要尽量迅速冷却;在Ar’’以下的温度区域则需采缓慢冷却的方式,否则易造成钢材的淬裂或淬火变形,此温度区域又称为危险区域。
※回火处理
一般回火处理常继在淬火处理之后实施,以便消除淬火处理之不良影响而保留并发挥淬火之功效,其主要目的是使淬火生成的组织变态或析出更加安定(使形成回火麻田散体),减少残留应力并改善相关机械性质(提升材料延展性)。回火温度不同,会产生不同的机械强度与延展性组合,一般回火温度大多在600℃以下,因为更高的回火温度,任何钢材都会呈现急速软化的趋势,此时碳化物逐渐凝聚而球化、肥粒体会再结晶而成长为连续基地,是软化的主要原因。
※回火脆性
回火处理要避开几个会产生回火脆性的温度范围,这些脆化温度范围视钢材种类而有所不同,包括:(1)270℃至350℃脆化(又称低温回火脆性或A脆性),大多数的碳钢及低合金钢,都在此温度范围内发生脆化现象;(2)400℃至550℃脆化,通常构造用合金钢在此温度范围内会产生脆化现象;(3)475℃脆化(特别指Cr含量超过13%的肥粒体系不锈钢);(4)500℃至570℃脆化,针对工具钢或高速钢在此温度范围加热,会析出分布均匀的碳化物,产生二次硬化效果,但也易导致脆性。
※麻淬火处理
麻淬火处理的主要目的,在降低淬火时工件内外温度的巨大差异,并使于较低温度时工件内外一起产生麻田散体变态,可避免淬火破裂,并使淬火变形量降至最低而无损任何淬火硬度。其主要操作程序系将钢材淬入至温度在Ms点微上之热浴中,短暂持温使工件内外温度相同后,再提出空冷,使工件形成麻田散体变态的热处理方法。
※麻回火处理
麻回火处理是将钢材淬入Ms与Mf温度范围之间的热浴,经过长时间持温后,使过冷合金沃斯田体一部分变态成麻田散体,一部分变态成下变韧体。此种热处理后,可不必再行回火处理,且可降低一般淬火回火之急剧程度;其最终组织为回火麻田散体及变韧体之混合,因此拥有高硬度和高韧性的组合。主要的缺点是需要保持恒温的时间甚久,在工业应用上较不经济。
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❷ 什么钢材淬火不硬退火不软
低碳钢由于含碳较低,内部组织中的碳含量不足以通过加热或冷却来达到所需的组织结回构。
所以低碳钢淬答火不硬退火不软。低碳钢是指钢材中含碳量低于等于0.25%的钢材,例如最常见的A3(现在称为Q235)钢材。不过低碳钢的塑性好可焊性较好。
❸ 钢材退火后再淬火对材质有影响吗
钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
1.钢在高温时用水或版油急权速冷却时转变为一种较硬的钢材叫淬火,淬火后钢件变硬,但同时变脆。
2.将钢加热到适当温度根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间然后进行缓慢冷却叫退火,和淬火相反,减低金属硬度和脆性,增加可塑性。
结论:钢材不论是退火后还是再淬火后对钢材的化学成份都不会产生变化,但对钢材的抗拉性能,延伸率及屈服强度等力学性能发生很大的变化,所以钢材退火或淬火对材质不但有影响,还有很大的影响。
❹ 什么钢材淬火不硬退火不软
低碳钢
由于含碳较低,内部组织中的碳含量不足以通过加热或冷却来达到所需的组织结构专。
所以低属碳钢淬火不硬退火不软。低碳钢是指钢材中含碳量低于等于0.25%的版钢材,例如最常见的A3(现在称为
Q235
)钢材。权不过低碳钢的塑性好
可焊性
较好。
❺ 一般买回来的钢材是回火状态还是退火状态呢
中厚板一般是热轧态或退火态,薄板一般是冷轧态,但根据用户需要也有退火态的.
❻ 钢的退火方法
(1)完全退火来
应用:碳钢和合金钢源的铸件、锻件、焊接件及热轧型材。
(2)球化退火(不完全退火)
应用:高碳合金钢的刃具、量具、模具等的预备热处理。
(3)扩散退火(均匀化退火)
应用:主要用于质量要求高的合金钢铸锭、铸件、锻件。
(4)去应力退火
工艺:一般地,钢件在 500~650℃;铸铁件在 500~550℃;焊接件为 500~600℃。
目的、应用:消除残余应力,稳定尺寸,减少变形,防止开裂。如机床床身(铸件),内燃机汽缸体,冷卷弹簧。
(5)再结晶退火
目的:消除加工硬化,恢复钢材的塑韧性。
应用:在钢丝拉拔过程中,中间进行的退火。
❼ 钢材的退火和回火有什么区别
钢材退火和回火目的相同,作用不同。退火的主要作用是让金属软化,版韧性加强,应用于多种权金属加工;回火主要用于钢件淬火后降低脆性。
钢材退火是把钢加热到适当温度,保温一定时间,然后缓慢冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺。退火的目的在于均匀化学成分、改善机械性能及工艺性能、消除或减少内应力并为零件最终热处理作好组织准备。大部分机器零件及工、模具的毛坯经退火后,可消除铸、锻及焊件的内应力与成分的组织不均匀性;能改善和调整钢的力学性能,为下道工序作好组织准备。对性能要求不高、不太重要的零件及一些普通铸件、焊件,退火可作为最终热处理。
钢材回火是将淬火钢加热至一定温度,保温一定时间后,以适当方式冷却到室温的热处理工艺。钢材回火是紧接淬火的下道热处理工序,决定了钢在使用状态下的组织和性能,关系着工件的使用寿命,是关键工序。 回火的主要目的是减少或消除淬火应力;保证相应的组织转变,使工件尺寸和性能稳定;提高钢的热性和塑性,选择不同的回火温度,获得硬度、强度、塑性或韧性的适当配合,以满足不同工件的性能要求。
❽ 钢材退火后有什么影响
(1) 降低硬度,改善切削加工性.
(2)消除残余应力,稳定尺寸,减少变形与裂纹倾向;
(3)细化晶粒,调整组织,消除组织缺陷。
(4)均匀材料组织和成分,改善材料性能或为以后热处理做组织准备。
❾ 什么是钢材的退火
退火
annealing
将金属缓慢加热到一定温度,保持足够时间,然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却,有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化,改善塑性和韧性,使化学成分均匀化,去除残余应力,或得到预期的物理性能。退火工艺随目的之不同而有多种,如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火,以及稳定化退火、磁场退火等等。
退火的一个最主要工艺参数是最高加热温度(退火温度),大多数合金的退火加热温度的选择是以该合金系的相图为基础的,如碳素钢以铁碳平衡图为基础(图1)。各种钢(包括碳素钢及合金钢)的退火温度,视具体退火目的的不同而在各该钢种的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一温度。各种非铁合金的退火温度则在各该合金的固相线温度以下、固溶度线温度以上或以下的某一温度。
重结晶退火 应用于平衡加热和冷却时有固态相变(重结晶)发生的合金。其退火温度为各该合金的相变温度区间以上或以内的某一温度。加热和冷却都是缓慢的。合金于加热和冷却过程中各发生一次相变重结晶,故称为重结晶退火,常被简称为退火。
这种退火方法,相当普遍地应用于钢。钢的重结晶退火工艺是:缓慢加热到Ac3(亚共析钢)或Ac1(共析钢或过共析钢)以上30~50℃,保持适当时间,然后缓慢冷却下来。通过加热过程中发生的珠光体(或者还有先共析的铁素体或渗碳体)转变为奥氏体(第一回相变重结晶)以及冷却过程中发生的与此相反的第二回相变重结晶,形成晶粒较细、片层较厚、组织均匀的珠光体(或者还有先共析铁素体或渗碳体)。退火温度在Ac3以上(亚共析钢)使钢发生完全的重结晶者,称为完全退火,退火温度在Ac1与Ac3之间 (亚共析钢)或Ac1与Acm之间(过共析钢),使钢发生部分的重结晶者,称为不完全退火。前者主要用于亚共析钢的铸件、锻轧件、焊件,以消除组织缺陷(如魏氏组织、带状组织等),使组织变细和变均匀,以提高钢件的塑性和韧性。后者主要用于中碳和高碳钢及低合金结构钢的锻轧件。此种锻、轧件若锻、轧后的冷却速度较大时,形成的珠光体较细、硬度较高;若停锻、停轧温度过低,钢件中还有大的内应力。此时可用不完全退火代替完全退火,使珠光体发生重结晶,晶粒变细,同时也降低硬度,消除内应力,改善被切削性。此外,退火温度在Ac1与Acm之间的过共析钢球化退火,也是不完全退火。
重结晶退火也用于非铁合金,例如钛合金于加热和冷却时发生同素异构转变,低温为 α相(密排六方结构),高温为 β相(体心立方结构),其中间是“α+β”两相区,即相变温度区间。为了得到接近平衡的室温稳定组织和细化晶粒,也进行重结晶退火,即缓慢加热到高于相变温度区间不多的温度,保温适当时间,使合金转变为β相的细小晶粒;然后缓慢冷却下来,使β相再转变为α相或α+β两相的细小晶粒。
等温退火 应用于钢和某些非铁合金如钛合金的一种控制冷却的退火方法。对钢来说,是缓慢加热到 Ac3(亚共析钢)或 Ac1(共析钢和过共析钢)以上不多的温度,保温一段时间,使钢奥氏体化,然后迅速移入温度在A1以下不多的另一炉内,等温保持直到奥氏体全部转变为片层状珠光体(亚共析钢还有先共析铁素体;过共析钢还有先共析渗碳体)为止,最后以任意速度冷却下来(通常是出炉在空气中冷却)。等温保持的大致温度范围在所处理钢种的等温转变图上A1至珠光体转变鼻尖温度这一区间之内(见过冷奥氏体转变图);具体温度和时间,主要根据退火后所要求的硬度来确定(图2)。等温温度不可过低或过高,过低则退火后硬度偏高;过高则等温保持时间需要延长。钢的等温退火的目的,与重结晶退火基本相同,但工艺操作和所需设备都比较复杂,所以通常主要是应用于过冷奥氏体在珠光体型相变温度区间转变相当缓慢的合金钢。后者若采用重结晶退火方法,往往需要数十小时,很不经济;采用等温退火则能大大缩短生产周期,并能使整个工件获得更为均匀的组织和性能。等温退火也可在钢的热加工的不同阶段来用。例如,若让空冷淬硬性合金钢由高温空冷到室温时,当心部转变为马氏体之时,在已发生了马氏体相变的外层就会出现裂纹;若将该类钢的热钢锭或钢坯在冷却过程中放入700℃左右的等温炉内,保持等温直到珠光体相变完成后,再出炉空冷,则可免生裂纹。
含β相稳定化元素较高的钛合金,其β相相当稳定,容易被过冷。过冷的β相,其等温转变动力学曲线(图3)与钢的过冷奥氏体等温转变图相似。为了缩短重结晶退火的生产周期并获得更细、更均匀的组织,亦可采用等温退火。
均匀化退火 亦称扩散退火。应用于钢及非铁合金(如锡青铜、硅青铜、白铜、镁合金等)的铸锭或铸件的一种退火方法。将铸锭或铸件加热到各该合金的固相线温度以下的某一较高温度,长时间保温,然后缓慢冷却下来。均匀化退火是使合金中的元素发生固态扩散,来减轻化学成分不均匀性(偏析),主要是减轻晶粒尺度内的化学成分不均匀性(晶内偏析或称枝晶偏析)。均匀化退火温度所以如此之高,是为了加快合金元素扩散,尽可能缩短保温时间。合金钢的均匀化退火温度远高于Ac3,通常是1050~1200℃。非铁合金锭进行均匀化退火的温度一般是“0.95×固相线温度(K)”,均匀化退火因加热温度高,保温时间长,所以热能消耗量大。
球化退火 只应用于钢的一种退火方法。将钢加热到稍低于或稍高于Ac1的温度或者使温度在A1上下周期变化,然后缓冷下来。目的在于使珠光体内的片状渗碳体以及先共析渗碳体都变为球粒状,均匀分布于铁素体基体中(这种组织称为球化珠光体)。具有这种组织的中碳钢和高碳钢硬度低、被切削性好、冷形变能力大。对工具钢来说,这种组织是淬火前最好的原始组织。
球化退火的具体工艺(图4)有:①普通(缓冷)球化退火(图4a),缓冷适用于多数钢种,尤其是装炉量大时,操作比较方便,但生产周期长;②等温球化退火(图4b),适用于多数钢种,特别是难于球化的钢以及球化质量要求高的钢(如滚动轴承钢);其生产周期比普通球化退火短,不过需要有能够控制共析转变前冷却速率的炉子;③周期球化退火(图4c),适用于原始组织为片层状珠光体组织的钢,其生产周期也比普通球化退火短,不过在设备装炉量大的条件下,很难按控制要求改变温度,故在生产中未广泛采用;④低温球化退火(图4d),适用于经过冷形变加工的钢以及淬火硬化过的钢(后者通常称为高温软化回火);⑤形变球化退火,形变加工对球化有加速作用,将形变加工与球化结合起来,可缩短球化时间。它适用于冷、热形变成形的钢件和钢材(如带材)(图4e是在Acm或Ac3与Ac1之间进行短时间、大形变量的热形变加工者;图4f是在常温先予以形变加工者;图4g是利用锻造余热进行球化者)。
再结晶退火 应用于经过冷变形加工的金属及合金的一种退火方法。目的为使金属内部组织变为细小的等轴晶粒,消除形变硬化,恢复金属或合金的塑性和形变能力(回复和再结晶)。若欲保持金属或合金表面光亮,则可在可控气氛的炉中或真空炉中进行再结晶退火。
去除应力退火 铸、锻、焊件在冷却时由于各部位冷却速度不同而产生内应力,金属及合金在冷变形加工中以及工件在切削加工过程中也产生内应力。若内应力较大而未及时予以去除,常导致工件变形甚至形成裂纹。去除应力退火是将工件缓慢加热到较低温度(例如,灰口铸铁是500~550℃,钢是500~650℃),保温一段时间,使金属内部发生弛豫,然后缓冷下来。应该指出,去除应力退火并不能将内应力完全去除,而只是部分去除,从而消除它的有害作用。
还有一些专用退火方法,如不锈耐酸钢稳定化退火;软磁合金磁场退火;硅钢片氢气退火;可锻铸铁可锻化退火等。
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退火 annealing
将工件加热到预定温度,保温一定的时间后缓慢冷却的金属热处理工艺。退火的目的在于:①改善或消除钢铁在铸造、锻压、轧制和焊接过程中所造成的各种组织缺陷以及残余应力,防止工件变形、开裂。②软化工件以便进行切削加工。③细化晶粒,改善组织以提高工件的机械性能。④为最终热处理(淬火、回火)作好组织准备。常用的退火工艺有:①完全退火。用以细化中、低碳钢经铸造、锻压和焊接后出现的力学性能不佳的粗大过热组织。将工件加热到铁素体全部转变为奥氏体的温度以上30~50℃,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,在冷却过程中奥氏体再次发生转变,即可使钢的组织变细。②球化退火。用以降低工具钢和轴承钢锻压后的偏高硬度。将工件加热到钢开始形成奥氏体的温度以上20~40℃,保温后缓慢冷却,在冷却过程中珠光体中的片层状渗碳体变为球状,从而降低了硬度。③等温退火。用以降低某些镍、铬含量较高的合金结构钢的高硬度,以进行切削加工。一般先以较快速度冷却到奥氏体最不稳定的温度,保温适当时间,奥氏体转变为托氏体或索氏体,硬度即可降低。④再结晶退火。用以消除金属线材、薄板在冷拔、冷轧过程中的硬化现象(硬度升高、塑性下降)。加热温度一般为钢开始形成奥氏体的温度以下50~150℃ ,只有这样才能消除加工硬化效应使金属软化。⑤石墨化退火。用以使含有大量渗碳体的铸铁变成塑性良好的可锻铸铁。工艺操作是将铸件加热到950℃左右 ,保温一定时间后适当冷却 ,使渗碳体分解形成团絮状石墨。⑥扩散退火。用以使合金铸件化学成分均匀化,提高其使用性能。方法是在不发生熔化的前提下 ,将铸件加热到尽可能高的温度,并长时间保温,待合金中各种元素扩散趋于均匀分布后缓冷。⑦去应力退火。用以消除钢铁铸件和焊接件的内应力。对于钢铁制品加热后开始形成奥氏体的温度以下100~200℃,保温后在空气中冷却,即可消除内应力。
❿ 钢材退火后是不是变脆
恰恰相反,钢材在淬火后变硬变脆,而退火正是为了消除其内应力、降低硬度,变得容易加工。