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金屬熱處理過程中硬度全過程、力學性能及組織不合格

返回列表來源:天氏庫力 發(fā)布日期 2023-12-04 瀏覽:

1. 硬度不合格
金屬材料的硬度與其靜拉伸強度和疲勞強度存在一定的經(jīng)驗關系振奮起來,并與金屬的冷成形性、切削加工性和焊接性能等加工工藝性能存在某種程度的關系應用提升;硬度試驗不損壞工件主動性,測試簡單,數(shù)據(jù)直觀發展的關鍵,故而被廣泛用作熱處理工件的最重要的質量檢驗指標道路,不少工件還是其唯一的技術要求。

硬度不合格是最常見的熱處理缺陷之一真諦所在。主要表現(xiàn)為硬度不足指導、淬火冷卻速度不夠、表面脫碳充分、鋼材淬透性不夠進一步完善、淬火后殘余奧氏體過多、回火不足等因素造成的競爭力。淬火工件在局部區(qū)域出現(xiàn)硬度偏低的現(xiàn)象叫做軟點調整推進。
軟點區(qū)域的圍觀組織多為馬氏體和沿原奧氏體晶界分布的托氏體混合組織。軟點或硬度不均勻通常是由于淬火加熱不均勻或淬火冷卻不均勻所引起機製性梗阻。加熱時爐溫不均勻機製,加熱溫度或保溫時間不足是造成加熱不均勻的主要原因建立和完善。
冷卻不均勻主要由于淬火冷時工件表面附著著淬火介質的氣泡、淬火介質被污染(例如水中有油懸浮珠) 或淬火介質攪動不充分所造成的參與水平。此外大型,鋼材組織過于粗大,存在嚴重偏析明確相關要求,大塊碳化物或大塊自由鐵素體也會造成淬火不均勻形成軟點重要意義。

 

1.1 軟點

淬火加熱的目的是使工件在淬火過程中完成組織轉變。為此體製,必須加熱到適當溫度并有足夠保溫時間構建。加熱溫度偏低和保溫時間不足使得原珠光體組織未能完全轉變?yōu)閵W氏體和轉變的奧氏體成分不均勻創新科技,淬火后得不到完全馬氏體組織服務延伸,結果使工件淬火后形成軟點。  

圖1為T12鋼制造的手用絲錐因加熱不足形成的顯微組織:細針馬氏體+淬火托氏體+珠光體具有重要意義。性能上表現(xiàn)為硬度不均勻進一步。 

 

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▲圖1 T12A鋼加熱不足的顯微組織

1-細針馬氏體  2-淬火托氏體  3-珠光體

 

淬火介質攪拌不充分,工件在淬火介質中移動不夠或者工件進入介質方向不對時強大的功能,往往延遲了工件表面某些部位的蒸汽膜破裂實際需求,導致該處冷卻速度降低,從而出現(xiàn)高溫分解產(chǎn)物優勢,形成軟點或局部硬度下降善謀新篇。水蒸氣膜比鹽水穩(wěn)定,因此軟點更易在水淬的工件上形成便利性。水和水溶液的溫度越高越容易產(chǎn)生軟點方法。

 

淬透性較差的碳鋼,工件截面較大時容易出現(xiàn)軟點提供有力支撐。工件表面不清潔切實把製度,如有鐵銹、碳黑等自行開發,也會造成淬火后出現(xiàn)硬度偏低的現(xiàn)象進行部署。

 

1.2 硬度不足

 

加熱不足往往會導致淬火件硬度不足。但冷卻不當卻是工件硬度不足的常見原因應用情況。工件出爐后至淬火前預冷時間過長保護好,冷卻介質選擇不當或冷卻介質溫度控制偏高,導致冷卻能力不夠表現,工件表面有氧化皮或附著鹽液系列,淬火后工件從淬火介質中提出時溫度過高,均可能導致過冷奧氏體在 C 曲線的珠光體轉變區(qū)域發(fā)生分解的有效手段,形成索氏體和托氏體等非馬氏體組織使工件硬度不足統籌推進。


淬火組織中存在大量殘余奧氏體是淬火工件硬度不足的重要原因。殘余奧氏體量與奧氏體化學成分有關,含碳量大于 0.5%~0.6% 時了解情況,淬火組織中即可明顯的觀察到殘余奧氏體的存在深入,繼續(xù)增加碳含量,殘余奧氏體量急劇上升重要的,碳的質量分數(shù)為1.4%時開展研究,殘余奧氏體量(體積分數(shù))達 30%。

 

凡是以置換方式固溶于奧氏體的合金元素皆引起殘余奧氏體量的增多相互融合。殘余奧氏體量較少時首要任務,對硬度沒有明顯影響,殘余奧氏體量較多時不同需求,將導致硬度下降發展,體積分數(shù) 20% 的殘余奧氏體將使淬火硬度下降約 6.5HRC 。

 

1.3 高頻淬火和滲碳工件的軟點和硬度不足

 

高頻淬火工件的軟點包括表層局部沒有淬硬的殘留軟點和硬化層深度不均勻的深度軟點兩種總之。這些硬度缺陷由于材料選擇不當面向,原始組織不良,高頻淬火加熱的電參數(shù)研學體驗、感應器和冷卻裝置不當?shù)纫蛩厮斐傻摹?/span>

 

高頻淬火多用于中碳結構鋼和低碳中合金結構鋼建設項目,由于高頻淬火加熱是快速加熱,奧氏體中的碳來不及通過擴散而未充分均勻化落實落細,因此相結合,含有Cr、Mo製高點項目、W為產業發展、V等碳化物形成元素的鋼,由于相變點較高認為,高頻感應加熱淬火時服務好,易產(chǎn)生軟點和硬度不均勻,選擇高頻淬火用鋼時反應能力,應考慮上述元素不要超過一定含量共謀發展。

 

鋼中碳化物類型、形態(tài)奮戰不懈、尺寸及分布對高頻淬火工件的質量有顯著影響市場開拓。鋼中有網(wǎng)狀碳化物、碳化物尺寸過大并分布不均勻時大大縮短,易產(chǎn)生硬度不均勻和硬度不足等缺陷要落實好。因此高頻淬火受預先熱處理的影響很大,高頻淬火最佳原始組織是調質處理的回火索氏體更默契了。

 

高頻感應圈不均勻時先進技術,也會導致淬火硬度不足培訓,噴射角度不當,噴射孔大小宣講手段、數(shù)量位置不合理或噴孔被堵塞時重要工具,往往導致高頻淬火工件硬度不足或形成軟點。

 

滲碳工件硬度不足和軟點多由滲碳不足配套設備、淬火時脫碳更優質、淬火溫度過低、淬火冷卻速度不足推進高水平、表面殘余奧氏體量過多脫穎而出、回火過度、工件表面不清潔生產創效、滲碳不均勻或冷卻不均勻造成結構。

 

2. 有色金屬合金力學性能不合格

 

工業(yè)上用的最廣泛的有色金屬是鋁、銅橫向協同、鎂哪些領域、鈦及其合金敢於挑戰。有色金屬與鋼鐵的熱處理原理相同不斷創新,但是有其自身的特點。例如提供了遵循,共析轉變對鋼的熱處理有重要作用參與水平,但在有色金屬中就很少遇到;馬氏體轉變是鋼鐵材料賴以強化的主要手段服務效率,但除了少數(shù)銅合金和鈦合金外明確相關要求,其他有色金屬一般不能通過馬氏體轉變強化。

 

有色金屬常用的熱處理工藝是均勻化退火統籌發展、再結晶退火深化涉外、去應力退火、固溶處理和時效處理逐漸完善。固溶時效是有色金屬最常用的也是最重要的熱處理強化工藝參與能力。

 

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有色金屬熱處理應特別注意以下問題:

1)有色金屬活潑,對加熱環(huán)境要求嚴格是目前主流。例如充分發揮,鈦合金的加熱環(huán)境一般應為真空或微氧化氣氛;為避免氧化充分發揮,鎂合金常在二氧化硫或二氧化碳保護氣氛中加熱選擇適用;為避免氫脆,紫銅需要在中性或弱氧化性氣氛下熱處理設計。

2)為了達到最大的固溶效果業務指導,許多有色金屬合金的固溶溫度接近固相線的溫度改進措施,為了防止發(fā)生過熱過燒,必須嚴格控制爐溫和加熱保溫時間長足發展。
有色金屬因為熱處理不當高產,引起力學性能不合格的常見原因及防止方法見表3。

 

▼表3 有色金屬熱處理常見力學性能缺陷及防止方法

 
 
3. 過熱與過燒
 
金屬或合金在熱處理加熱時發揮作用,由于溫度過高良好,晶粒長得很大,以致性能顯著降低的現(xiàn)象銘記囑托,稱之為過熱引領;加熱溫度接近其固相線時,晶界氧化和開始部分熔化的現(xiàn)象示範,稱之為過燒應用前景。
 
3.1 過熱
過熱組織包括結構鋼的晶粒粗大,馬氏體粗大運行好、殘余奧氏體過多首次、魏氏組織,高速鋼的網(wǎng)狀碳化物部署安排、共晶組織(萊氏體組織)搖籃、萘狀斷口、馬氏體不銹鋼的鐵素體過多推廣開來、黃銅合金脫鋅使表面出現(xiàn)白灰推動,酸洗后呈麻面等。
 
典型的過熱組織如圖7 所示 資源配置。過熱組織按正常熱處理工藝消除的難易程度信息,可分為穩(wěn)定過熱和不穩(wěn)定過熱兩類,一般過熱組織可通過正常熱處理消除特性,稱之為不穩(wěn)定過熱組織傳承。穩(wěn)定過熱組織是指經(jīng)一般正火、退火和淬火不能完全消除的過熱組織建言直達。
▲圖7 典型過熱組織形貌
 
過熱的重要特征是晶粒粗大多種,它將降低鋼的屈服強度、塑性支撐作用、沖擊韌度和疲勞強度日漸深入,提高鋼的脆性轉變溫度。參見圖8同時、圖9 互動式宣講,表5、表6 模式。
 
▲圖8 晶粒大小對鋼的屈服強度的影響
 
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▲圖9 晶粒大小對鋼的脆性轉變溫度的影響
1-C0.02%  Ni0.03%  2-C0.02%  Ni3.64%
 
▼表5 晶粒度對工業(yè)純鐵力學性能的影響
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▼表5 晶粒度對2135合金疲勞性能的影響
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過熱的另一個重要特征是淬火馬氏體粗大自動化,它將降低沖擊韌度和耐磨性提升,增加淬火變形傾向和淬火開裂傾向,如圖10不折不扣、圖11支撐能力、和表7、表8 所示 高效利用。中碳鋼馬上按其形態(tài)和尺寸分為8級特征更加明顯,7、8級即為過熱組織講理論。
 
▲圖10 馬氏體等級對沖擊韌度的影響
 
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▲圖11 馬氏體等級對耐磨性的影響
 
▼表7 45鋼及40Cr鋼淬火變形的尺寸變化(0.01mm)
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▼表8 45鋼淬裂實驗結果
 
鋼的過熱缺陷還有魏氏組織的可能性、萘狀斷口、石狀斷口等服務為一體,不僅能大大降低鋼的力學性能而且很容易產(chǎn)生淬火開裂問題。
各種過熱組織的特征和預防措施建表9 。為了防止產(chǎn)生過熱全會精神,應正確的制定并實施合理的熱處理工藝系統穩定性,嚴格控制爐溫和保溫時間一般過熱組織可以通過多次退火或正火消除,對于較嚴重的過熱組織集中展示,如石狀斷口實力增強,不能用熱處理消除,必須采用高溫形變和退火聯(lián)合作用才能消除搶抓機遇。   
 
▼表8 國組織特征及預防挽救措施
 
3.2 過燒 
過燒組織包括晶界局部熔化分析、纖維空洞表示,鋁合金表面發(fā)黑全面闡釋、起泡、斷口灰色無光澤競爭力所在,鎂合金表面氧化瘤等引人註目。典型的過燒組織見圖12 。  
 
 
圖12 典型的過燒組織(50A鋼) 150X
             
過燒組織使性能嚴重惡化溝通機製,極易產(chǎn)生熱處理裂紋好宣講,所以過燒是不允許產(chǎn)生的熱處理缺陷,一旦出現(xiàn)過燒領先水平,珍貴零件只能報廢,因此熱處理生產(chǎn)中要嚴格防止出現(xiàn)過燒。
 
4. 球化級別不合格
汽車戰略布局、拖拉機及其他各種機器都大量使用標準件和緊固件事關全面,軸、銷狀態、桿等標準件大多數(shù)使用自動車床車削加工技術節能,而螺栓指導、螺母、鉚釘?shù)染o固件大多數(shù)采用冷鐓加工國際要求,為了提高生產(chǎn)率流動性,適應自動切削和冷鐓加工,其鋼料的預備熱處理是退火或球化退火競爭激烈,應該對球化程度予以控制持續創新。   
自動車削加工要求鋼材具有良好的車削性能,塑性不能太高空白區,  否則容易“粘刀”  車屑不斷合理需求,希望鋼材組織為片狀珠光體;而冷鐓加工要求鋼材具有良好的冷鐓性能充分發揮,塑性要好高質量,以保證冷鐓時不開裂,希望鋼材金相組織為球狀珠光體選擇適用。
為此有行業(yè)標準JB/T5074-91《低管理、中碳鋼球化率級別 》來評定球化級別。  以碳化物球化程度評級薄弱點,1級球化率為0覆蓋範圍,即珠光體完全是片狀,6級球化率為100%積極性,即碳化物為完全球化狀態(tài)奮勇向前。冷鐓用中碳鋼一般要求4~6級,自動機床加工用低實施體系、中碳鋼一般要求1~3級組建。

低、中碳鋼預備熱處理的球化不合格將嚴重影響其冷鐓和自動切削性能效果較好,球化級別對冷鐓性能影響如表10 所示 重要的意義,由此可以看出,球化1~3級冷鐓量大時等多個領域,將會產(chǎn)生開裂再獲,而在4~6級則冷鐓時無開裂,所以冷鐓用鋼球化率控制在4~6級為合格應用擴展。大量生產(chǎn)實踐表明體驗區,自動化車削加工用鋼球化率控制在1~3級時,零件表面粗糙度合適活動上,帶鋸磨損正常有望,生產(chǎn)率高;如果球化率超過3級生產能力,很難進行自動化機床加工標準。    
 
表10 不同級別金相組織對預頂鍛結果的影響

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