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热处理“四把火”,如何掌握火候?

发布时间:2020-02-13 15:17:13  南京万普建设工程有限公司

从中国近现代出土的冷兵器来看,最早的热处理工艺可以追溯到公元前六世纪。那时候的人们为了提高钢铁器具的强度,采用了淬火工艺来达到这一要求,这不是段子,有史物可以拿来印证,从目前出土文物中所含的马氏体中就可以得到证实。

但那时的人们可能并不知道他们所采用了什么样的工艺,由于什么样的原理,导致了材料特性的变化,他们或许仅仅知道采用加热或冷却的方式,以及使用不同冷却的介质,能够达到他们所期望的目的。


热处理“四把火”
随着时代的发展和科技的进步,现在人们了解到钢铁有着多种的金相组织,并且可以利用《铁碳平衡相图》或其他相图来指导我们获取想要得到的组织结构,而温度作为相图的纵坐标,自然需要在热处理工艺中优先关注。

热处理的形式虽然很多,但是其主要的过程都是由加热、保温、冷却三个阶段所组成。根据不同的金属材料和不同的目的,加热的温度也会有所不同,但为了获得需要的组织,一般都是加热到相变温度以上,同时因为金属工件表面和内部的温度变化速度存在差异,因此要使显微组织完全转变,需要一定的保温时间,而保温时间的长短与加热方式有很大的关系。
按照冷却速度、材质的不同,其工艺可分为淬火、正火、退火、回火,也就是我们熟知的“四把火”。
温度的重要性
在热处理工艺过程当中,随着金属材料性能的改变,变形也会随之出现,这会影响到工件的尺寸精度和强度,这虽然无法完全避免,却是我们需要在热处理当中尽量减少的影响因素。

除此之外,淬火温度的差异还会导致表面硬度会有显著差别。每种材料的淬火温度都有一定的范围,有的材料的淬火温区非常宽,比如20CrMnTi渗碳后可在820~870°C的温度范围内进行淬火,虽然相差40~50°C所造成的金相组织差异较大,但表面硬度相差无几;而有的材料的淬火温区非常窄,比如Cr12型模具钢,它的淬火温度范围一般在970~990°C,过高的温度会导致奥氏体热稳定化,使得硬度比正常淬火明显下降。再比如高速钢所要求的奥氏体化条件距钢的熔点仅有20~30℃,过高的淬火温度会造成过烧,导致工件报废。

因此,热处理工艺中的温度监测和控制十分重要,如同把握热处理的“火候”。

 

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