專為機(jī)械工程師編寫(xiě)的熱處理知識(shí)

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從設(shè)計(jì)的角度了解熱處理

      
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材料工藝-1

前   言   

熱處理是將金屬材料放入特定的介質(zhì)中加熱,，保溫和冷卻,，來(lái)改變材料表面或內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu),，來(lái)得到我們需要的材質(zhì)特性,。這是一門(mén)很深的學(xué)問(wèn),，深究起來(lái)一本厚厚的書(shū)都寫(xiě)不全,。落水三千,，只取一瓢自己需要的，吃透了即可,。作為機(jī)械工程師,，我們只需要著重關(guān)注一些設(shè)計(jì)常用材料熱處理知識(shí)就夠了。

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了解各項(xiàng)熱處理的

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# o; P" v* z9 {5 k5 P% Z/ c# i9 K一、退火
; b7 i, ~. p/ _工藝：將鋼加熱至適當(dāng)溫度——保溫——爐冷
3 ]  f& x& H" a- a# q0 r* Y- K目的：

• 降低硬度,，提高塑性,，為切削加工做準(zhǔn)備
• 消除內(nèi)應(yīng)力
• 細(xì)化晶體，為后續(xù)熱處理做準(zhǔn)備
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二,、正火
: d+ `" g1 `4 w" I' D0 O工藝：將工件加熱至Ac3以上30-50度——保溫——取出空冷/噴水/吹風(fēng)冷卻,。
/ A% C9 G- [. }/ X% F. ^目的：使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化。功能和退火有點(diǎn)類似,，但還是有區(qū)別,，后文會(huì)給出對(duì)比。
三,、淬火
工藝：將鋼加熱至臨界點(diǎn)以上——保溫一段時(shí)間——快速冷卻
' P& [: f) _( d3 G' ~* X1 x% D; o目的：提高鋼的強(qiáng)度,，硬度，耐磨性,，韌性,，疲勞強(qiáng)度甚至鐵磁性，耐腐蝕性
四,、回火
% ?: s2 f* s1 [工藝：工件淬火后——重新加熱——保溫——空冷/水冷/油冷
目的：

• 清除淬火產(chǎn)生的應(yīng)力
• 改善零件綜合性能,，調(diào)整工件的強(qiáng)度，硬度,，塑性和韌性
• 穩(wěn)定尺寸,，保證精度
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五、調(diào)質(zhì)
( m% Y, [9 j8 ]7 L- }工藝：調(diào)質(zhì)=淬火+高溫回火
7 e+ I8 F7 |8 G0 |1 ~$ j, n. M5 r  L目的：調(diào)節(jié)材料高強(qiáng)度和高韌性,，獲得綜合性能好的零件
六,、表面滲碳/滲氮/氰化
% {$ f& J7 h7 v" f6 }$ @* n工藝：將工件加熱——在零件表面滲入相應(yīng)的原子
9 r+ K/ U8 n* x; w4 U/ u目的：獲得表面硬度高，芯部韌性好的零件
/ k" M, X, i0 R三者區(qū)別：

: }5 |/ ~; X4 ]綜合來(lái)看：滲碳和滲氮是各有特色,，氰化相當(dāng)于綜合了二者的優(yōu)點(diǎn),，缺點(diǎn)是滲層較薄，易產(chǎn)生黑色組織,。
$ L6 a, Q, G  f; N$ X/ C8 A七,、發(fā)黑（發(fā)藍(lán)）
6 `; P2 v) w* h  S工藝：加熱——堿性藥業(yè)浸泡——形成氧化膜
目的：表面防腐蝕，防銹
八,、固溶處理
+ a) _( i1 O( |/ B* f% ]0 d- A$ y% ^工藝：將材料加熱——保溫——過(guò)剩相充分溶解——快速冷卻
此工藝有點(diǎn)像淬火,，但是加熱的溫度不一樣，得到的效果不一樣,。
1 Y  [' L) E, i. H# w. ?' P3 x: p通俗講法：冰糖+米+水,，不蒸煮，米和冰糖不溶,，蒸煮后得到甜粥
目的：改善鋼和合金鋼的塑性,，韌性
7 [$ |& y( N. e& [5 F* M, z& n九,、時(shí)效處理
5 j+ @. D& F  }0 F' C# I/ K1.人工時(shí)效
* _* p( S/ c2 V工藝：低溫回火后，精加工前——加熱材料至100-150度——保溫5-20小時(shí),。
4 O7 q, h) I) N目的：穩(wěn)定精密制件的尺寸,，消除殘余應(yīng)力
2.自然時(shí)效
工藝：工件在室溫條件長(zhǎng)時(shí)間放置
目的：釋放殘余應(yīng)力，改善機(jī)械性能,，穩(wěn)定尺寸
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弄清退火,，正火和回火

四把火中，淬火沒(méi)的說(shuō),，功能獨(dú)一無(wú)二，最容易理解,，但另外三把火看起來(lái)都差別不大,，都是改善材質(zhì)性能的作用，很容易搞混,，簡(jiǎn)單區(qū)分如下：
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• 退火,，正火一般發(fā)生在切削和淬火前，但是對(duì)于性能要求不高的工件也可代替回火,，作為最終熱處理,。
• 退火，正火在同樣能達(dá)到要求的時(shí)候優(yōu)先選擇正火,，因?yàn)檎�火成本低卻效率高,。
  

  情況	預(yù)處理	原因
  低中碳鋼（含碳量<0.45%）	正火	二者都能達(dá)到要求，選正火
  高碳鋼,，合金鋼	退火	若此處用正火,，硬度太高，不利于切削
  形狀復(fù)雜,，尺寸大	退火	退火溫柔,，不易變形，開(kāi)裂
  一般工件	正火	這一項(xiàng)是與第三項(xiàng)對(duì)比形成的

• 淬火后的加工件是不能直接使用的,，脆性太大,，易斷，所以一般都會(huì)進(jìn)行回火,，或者如第一點(diǎn)說(shuō)的正火或退火
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如何選擇熱處理硬度

• 根據(jù)載荷種類考慮
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  承受均勻靜載荷（工件無(wú)應(yīng)力集中缺口）	硬度越高,，強(qiáng)度越高，可根據(jù)載荷大小,，選擇較高的硬度或與強(qiáng)度相適應(yīng)的硬度(缺口一般是指槽,、溝或斷面變化很大)
  承受均勻靜載荷（工件有應(yīng)力集中缺口）	需要較高的塑性，使其在承載情況下,，應(yīng)力分布趨于均勻,，減少應(yīng)力集中現(xiàn)象,，只能具有適當(dāng)?shù)挠捕取Ｈ绻ぷ髑闆r下不允許降低硬度,，則可用滾壓等表面強(qiáng)化處理,，改善應(yīng)力分布
  承受沖擊、疲勞應(yīng)力的零件	1.沖擊不大時(shí),，一般可用中碳鋼全部淬硬
  	2.沖擊力較大,，一般用中碳鋼全部淬硬，或表面淬硬,；
  	3.沖擊力和疲勞應(yīng)力都大時(shí),，一般是表面淬硬

• 根據(jù)速度和精度考慮
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  高速或高精度	一般要求硬度50～62HRC，但如果軸徑太大,，雖然轉(zhuǎn)速很高(3000r/min),，這個(gè)不可能淬到很高的硬度(一般只能達(dá)220HB左右)，便不能一律要求高速度高硬度,，而要通過(guò)降低配合件的硬度和其他措施來(lái)處理
  中速	一般采用中硬度40～45HRC
  低速	一般采用低硬度,，正火或調(diào)質(zhì)硬度220～260HB

• 若倆零件摩擦，二者硬度應(yīng)該有差,，一硬一軟,，更耐磨
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  舉例一：傳動(dòng)齒輪	小齒輪齒面硬度一般比大齒輪齒面硬度高25～40HB
  舉例二：螺母與螺栓	螺母材料比螺栓低一級(jí)，硬度低20～40HB(可以避免咬死和減少磨損)

  
  

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常用材質(zhì)熱處理

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, _9 E7 ]: }+ O, r5

熱處理標(biāo)注方式參考

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• 要求硬度檢測(cè)的標(biāo)法
  
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• 局部熱處理標(biāo)注
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6 B4 J  T. O: _7 n/ N% \) ^; F/ g
. ~! O. M" f  E' U3.表面處理的標(biāo)法
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  q) }3 U+ l/ r4.滲碳/滲氮/氰化

' s& @7 b- h1 A/ `# |& I

+ l# [+ K; `5 `) P4 ?7 Z5.技術(shù)要求寫(xiě)法參考
+ u) u6 m: ]) M! B4 P4 {

6 _7 R/ u6 M# @4 r0 {3 a, w/ u" k6.整張圖紙參考

; V8 E) ?# ~# p( @% [) w, j
" }$ J2 I% C  h- z: T( f) l/ F6 Y上圖倆份圖紙來(lái)源網(wǎng)絡(luò),，主要用來(lái)參考熱處理的標(biāo)注,，其實(shí)并不完整，請(qǐng)勿計(jì)較,。
+ k# |8 U9 p: M6 d' ]說(shuō)明
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說(shuō)明：本篇熱處理是網(wǎng)友巴黎鐵塔急切想了解的,，所以提前更新一篇工藝類文章。若各位朋友還有什么需要提前看到的內(nèi)容,，可以給我留言,，我會(huì)安排盡快更新相應(yīng)的文章。

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0 v7 T/ x" @: J

MAIMAY

非常非常好

MAIMAY

非常非常好

1013007228

謝謝

景言alicia

感謝樓主分享,，受益良多

卡卡布達(dá)

講的清晰明了，感覺(jué)

下等的牛

學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)

路邊有個(gè)螺絲帽

收藏
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油泵JH

很好,，就是圖看不到了

劉生693

這個(gè)好的東西，居然沒(méi)有下載,，不科學(xué)呀

machel77

無(wú)法看全,，是顯示問(wèn)題？