錳(měng)鋼篩網加工中,用到(dào)淬火(huǒ)熱處理工藝,那麽淬(cuì)火工藝的(de)原理與過程是(shì)怎樣的?
鋼材的淬火是將鋼加(jiā)熱到臨界(jiè)溫度Ac3(亞共析鋼)或Ac1(過共析鋼)以(yǐ)上溫度,保溫(wēn)一段時間,使之全部或部分奧氏體(tǐ)化,然後(hòu)以大於臨界冷卻速(sù)度快冷到Ms以下(或Ms附近等溫)進行馬氏體(或貝氏體)轉變的熱處理工藝。
工藝過程:加熱、保溫、冷卻(què)。
淬火的實質:是過冷(lěng)奧氏體進行馬氏體或貝氏體(tǐ)轉變,得到馬氏體或貝氏體組(zǔ)織。
淬火的目的:
(1)大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等,從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用(yòng)要求;
(2)通過淬火滿足某些特種鋼(gāng)材的鐵磁性(xìng)、耐蝕性等特殊的物理、化(huà)學性(xìng)能。
應用範圍:淬火(huǒ)工藝應用最為廣泛,如工(gōng)具(jù)、量具(jù)、模具(jù)、軸承、彈簧和汽車、拖拉機(jī)、柴油機、切削加工機床(chuáng)、氣動工具、鑽探機械、農機具、石油機械、化工機械(xiè)、紡織機械、飛機等零件都在使用淬火工藝。
淬火介質
工件進(jìn)行淬(cuì)火冷(lěng)卻所使用的介質稱(chēng)為(wéi)淬火冷卻介質(或(huò)淬火介質(zhì))。理想的(de)淬火介質(zhì)應具備的條件是使(shǐ)工件既能淬成馬氏體,又不致引起太大的淬火應力。
常用的淬火介質有(yǒu)水、水溶液、礦物油(yóu)、熔鹽、熔堿(jiǎn)等。
水(shuǐ)
水是冷卻能(néng)力較強的淬火(huǒ)介質。
優點:來源廣(guǎng)、價格低、成分穩定不易(yì)變質。
缺點:冷卻能力(lì)不穩定,易使(shǐ)工件變形或(huò)開裂(liè)。在C曲線的“鼻子”區(500~600℃左右),水處於蒸汽(qì)膜階段,冷卻不夠快,會形成“軟點”;而在馬(mǎ)氏體轉變溫度區(100~300℃),水處於沸騰(téng)階段,冷卻太快,易使(shǐ)馬氏體轉(zhuǎn)變速(sù)度過快而產生很大的內應力,致使工件(jiàn)變(biàn)形甚至開裂。當水溫升高,水(shuǐ)中含有較多氣體或水中混入(rù)不溶雜質(如油、肥皂、泥漿等),均會顯著降低其冷卻能力。
應用:適用於截麵尺寸不大、形狀簡單的碳素鋼工件的淬火冷卻(què)。
鹽水和堿水
在水中加入(rù)適(shì)量的食鹽(yán)和堿(jiǎn),使高溫工件浸入該冷卻介質後,在蒸汽膜階段析出鹽和堿的晶體並立即爆裂,將蒸汽膜破壞,工件(jiàn)表麵的氧化皮也被炸碎(suì),這樣可以提高介質在高溫區的冷卻能力,其缺點是介質的腐蝕性大(dà)。
應用:一般(bān)情況下,鹽水的濃(nóng)度為10%,苛性鈉水溶液的濃度為10%~15%。可用作碳鋼及低合金結構鋼工件(jiàn)的淬火介(jiè)質,使用溫度不應超過60℃,淬火後應及時清洗並進行防(fáng)鏽處理。
油
冷卻介質一般采(cǎi)用礦物質油(礦物(wù)油),如機油、變壓器油和柴油(yóu)等。機油一(yī)般采用10號、20號、30號機油,油的號越大,黏度越大,閃點越高,冷卻能力越低,使用溫度相應提高。
淬火方式
單液淬(cuì)火
是將奧氏(shì)體化(huà)工(gōng)件浸入(rù)某一(yī)種淬火介質種,一直冷卻到室溫的淬火操作方法。單液淬(cuì)火介質有水、鹽水、堿水、油及專(zhuān)門配製的淬火劑等。
優點:操作簡(jiǎn)單,有利於實現機械化和自動化。
缺點:冷速受介質冷卻特性的限製而影響淬火質量。
應(yīng)用:單液淬火對碳素(sù)鋼而言,隻適用於形狀(zhuàng)較(jiào)簡單(dān)的工件。
雙液(yè)淬火
是將奧氏體化(huà)工件先浸入一種冷卻能力強的介質,在鋼件還未達到該淬火介質(zhì)溫度之間即取出,馬上浸(jìn)入另一種冷(lěng)卻能力弱的(de)介質中冷卻,如先水後油、先水後空氣等。雙液淬火減少變形和開裂傾向(xiàng),操作不好掌握,在(zài)應用方麵有一定的(de)局限性。
馬氏體分級淬火(huǒ)
是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或(huò)稍低於鋼的馬氏體點的液態介質(鹽浴或堿浴)中,保持(chí)適當的時間,待鋼件的內、外層(céng)都達到介質溫度後(hòu)取出空冷,以獲得馬氏體組織的淬火工藝,也稱分級淬火。
優點(diǎn):分級淬火由於在分級溫(wēn)度停留到工件內外溫度一致後(hòu)空冷,所以能(néng)有效地(dì)減少相變應力和熱應力,減少淬(cuì)火變形和開裂傾向(xiàng)。
應用:適用於對於變形要求(qiú)高的合金(jīn)鋼和(hé)高合(hé)金鋼工件,也可用於截麵尺寸不(bú)大、形狀複雜的碳素鋼工件。
貝氏(shì)體等溫淬火
是將鋼件(jiàn)奧氏(shì)體化,使之快冷到貝氏體轉(zhuǎn)變溫度區間(260~400℃)等(děng)溫保持,使奧氏體轉變為(wéi)貝(bèi)氏體的淬火工藝,有時也叫等溫淬火,一般保(bǎo)溫時間(jiān)為30~60min。
複(fù)合淬火
將工件急冷至Ms以下獲(huò)得10%~20%馬氏體,然後在下貝氏體溫度區等(děng)溫。這種冷卻方法可使較大截麵的工件獲得M+B組織。預淬時形成的馬氏體可促進貝氏體轉變,在等溫時又使馬氏體回火。複合淬火用於合金(jīn)工具(jù)鋼工件,可避免第一類回火脆性,減少殘餘奧氏體量即變形開裂(liè)傾向。
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