退火、正火,、淬火,、回火工藝

364191599

金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時(shí)間后,，又以不同速度冷卻的一種工藝方法,。
2 S5 O+ C4 D% z7 I1 z    金屬熱處理是機(jī)械制造中的重要工藝之一，與其它加工工藝相比,，熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分,，而是通過改變工件內(nèi)部的顯微組織，或改變工件表面的化學(xué)成分,，賦予或改善工件的使用性能,。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量,，而這一般不是肉眼所能看到的。
    為使金屬工件具有所需要的力學(xué)性能,、物理性能和化學(xué)性能,，除合理選用材料和各種成形工藝外，熱處理工藝往往是必不可少的,。鋼鐵是機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用最廣的材料,，鋼鐵顯微組織復(fù)雜，可以通過熱處理予以控制,，所以鋼鐵的熱處理是金屬熱處理的主要內(nèi)容,。另外，鋁,、銅,、鎂、鈦等及其合金也都可以通過熱處理改變其力學(xué),、物理和化學(xué)性能,，以獲得不同的使用性能。
  Z3 S0 M4 s( w# F5 Y    在從石器時(shí)代進(jìn)展到銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代的過程中,，熱處理的作用逐漸為人們所認(rèn)識(shí),。早在公元前770～前222年，中國人在生產(chǎn)實(shí)踐中就已發(fā)現(xiàn),，銅鐵的性能會(huì)因溫度和加壓變形的影響而變化,。白口鑄鐵的柔化處理就是制造農(nóng)具的重要工藝。
    公元前六世紀(jì),，鋼鐵兵器逐漸被采用,，為了提高鋼的硬度，淬火工藝遂得到迅速發(fā)展,。中國河北省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在,，說明是經(jīng)過淬火的。
5 s: M! r( U1 b7 P. O4 ?2 t+ ]    隨著淬火技術(shù)的發(fā)展,，人們逐漸發(fā)現(xiàn)冷劑對(duì)淬火質(zhì)量的影響,。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的,。這說明中國在古代就注意到不同水質(zhì)的冷卻能力了,，同時(shí)也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍,心部含碳量為0.15～0.4%,，而表面含碳量卻達(dá)0.6%以上,，說明已應(yīng)用了滲碳工藝,。但當(dāng)時(shí)作為個(gè)人“手藝”的秘密,，不肯外傳，因而發(fā)展很慢,。
    1863年,，英國金相學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家展示了鋼鐵在顯微鏡下的六種不同的金相組織，證明了鋼在加熱和冷卻時(shí),，內(nèi)部會(huì)發(fā)生組織改變,，鋼中高溫時(shí)的相在急冷時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N較硬的相。法國人奧斯蒙德確立的鐵的同素異構(gòu)理論,，以及英國人奧斯汀最早制定的鐵碳相圖,，為現(xiàn)代熱處理工藝初步奠定了理論基礎(chǔ)。與此同時(shí),，人們還研究了在金屬熱處理的加熱過程中對(duì)金屬的保護(hù)方法,，以避免加熱過程中金屬的氧化和脫碳等。
    1850～1880年,，對(duì)于應(yīng)用各種氣體(如氫氣,、煤氣、一氧化碳等)進(jìn)行保護(hù)加熱曾有一系列專利,。1889～1890年英國人萊克獲得多種金屬光亮熱處理的專利,。
    二十世紀(jì)以來，金屬物理的發(fā)展和其它新技術(shù)的移植應(yīng)用,，使金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展,。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳 ,；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì),使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢(shì)達(dá)到可控,，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢(shì)的方法,；60年代,，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝,；激光,、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法,。

二 金屬熱處理的工藝
! a$ O6 P8 d1 B7 O1 [$ {    熱處理工藝一般包括加熱,、保溫、冷卻三個(gè)過程,，有時(shí)只有加熱和冷卻兩個(gè)過程,。這些過程互相銜接，不可間斷,。
8 }) o) c, a/ t    加熱是熱處理的重要步驟之一,。金屬熱處理的加熱方法很多，最早是采用木炭和煤作為熱源,，進(jìn)而應(yīng)用液體和氣體燃料,。電的應(yīng)用使加熱易于控制，且無環(huán)境污染,。利用這些熱源可以直接加熱,，也可以通過熔融的鹽或金屬，以至浮動(dòng)粒子進(jìn)行間接加熱,。
0 b0 _5 u6 C2 M5 m& l, P    金屬加熱時(shí),，工件暴露在空氣中，常常發(fā)生氧化,、脫碳(即鋼鐵零件表面碳含量降低),，這對(duì)于熱處理后零件的表面性能有很不利的影響。因而金屬通常應(yīng)在可控氣氛或保護(hù)氣氛中,、熔融鹽中和真空中加熱,，也可用涂料或包裝方法進(jìn)行保護(hù)加熱。
    加熱溫度是熱處理工藝的重要工藝參數(shù)之一,，選擇和控制加熱溫度 ,，是保證熱處理質(zhì)量的主要問題。加熱溫度隨被處理的金屬材料和熱處理的目的不同而異,，但一般都是加熱到相變溫度以上,，以獲得需要的組織。另外轉(zhuǎn)變需要一定的時(shí)間,，因此當(dāng)金屬工件表面達(dá)到要求的加熱溫度時(shí),，還須在此溫度保持一定時(shí)間，使內(nèi)外溫度一致,，使顯微組織轉(zhuǎn)變完全,，這段時(shí)間稱為保溫時(shí)間,。采用高能密度加熱和表面熱處理時(shí)，加熱速度極快,，一般就沒有保溫時(shí)間或保溫時(shí)間很短,，而化學(xué)熱處理的保溫時(shí)間往往較長。
    冷卻也是熱處理工藝過程中不可缺少的步驟,，冷卻方法因工藝不同而不同,，主要是控制冷卻速度。一般退火的冷卻速度最慢,，正火的冷卻速度較快,，淬火的冷卻速度更快。但還因鋼種不同而有不同的要求,，例如空硬鋼就可以用正火一樣的冷卻速度進(jìn)行淬硬,。
    金屬熱處理工藝大體可分為整體熱處理、表面熱處理,、局部熱處理和化學(xué)熱處理等,。根據(jù)加熱介質(zhì)、加熱溫度和冷卻方法的不同,，每一大類又可區(qū)分為若干不同的熱處理工藝。同一種金屬采用不同的熱處理工藝,，可獲得不同的組織,，從而具有不同的性能。鋼鐵是工業(yè)上應(yīng)用最廣的金屬,，而且鋼鐵顯微組織也最為復(fù)雜,，因此鋼鐵熱處理工藝種類繁多。
6 t$ V2 E; {. A4 U* A5 x    整體熱處理是對(duì)工件整體加熱,，然后以適當(dāng)?shù)乃俣壤鋮s,，以改變其整體力學(xué)性能的金屬熱處理工藝。鋼鐵整體熱處理大致有退火,、正火,、淬火和回火四種基本工藝。
    退火→將工件加熱到適當(dāng)溫度,，根據(jù)材料和工件尺寸采用不同的保溫時(shí)間,，然后進(jìn)行緩慢冷卻(冷卻速度最慢)，目的是使金屬內(nèi)部組織達(dá)到或接近平衡狀態(tài),，獲得良好的工藝性能和使用性能,，或者為進(jìn)一步淬火作組織準(zhǔn)備。
正火→將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻,，正火的效果同退火相似,，只是得到的組織更細(xì),，常用于改善材料的切削性能，也有時(shí)用于對(duì)一些要求不高的零件作為最終熱處理,。
    淬火→將工件加熱保溫后,，在水、油或其它無機(jī)鹽,、有機(jī)水溶液等淬冷介質(zhì)中快速冷卻,。淬火后鋼件變硬，但同時(shí)變脆,。為了降低鋼件的脆性,，將淬火后的鋼件在高于室溫而低于710℃的某一適當(dāng)溫度進(jìn)行長時(shí)間的保溫，再進(jìn)行冷卻,，這種工藝稱為回火,。退火、正火,、淬火,、回火是整體熱處理中的“四把火”，其中的淬火與回火關(guān)系密切,，常常配合使用,，缺一不可。
    “四把火”隨著加熱溫度和冷卻方式的不同,，又演變出不同的熱處理工藝 ,。為了獲得一定的強(qiáng)度和韌性，把淬火和高溫回火結(jié)合起來的工藝,，稱為調(diào)質(zhì),。某些合金淬火形成過飽和固溶體后，將其置于室溫或稍高的適當(dāng)溫度下保持較長時(shí)間,，以提高合金的硬度,、強(qiáng)度或電性磁性等。這樣的熱處理工藝稱為時(shí)效處理,。把壓力加工形變與熱處理有效而緊密地結(jié)合起來進(jìn)行,，使工件獲得很好的強(qiáng)度、韌性配合的方法稱為形變熱處理,；在負(fù)壓氣氛或真空中進(jìn)行的熱處理稱為真空熱處理,，它不僅能使工件不氧化，不脫碳,，保持處理后工件表面光潔,，提高工件的性能，還可以通入滲劑進(jìn)行化學(xué)熱處理,。
    表面熱處理是只加熱工件表層,，以改變其表層力學(xué)性能的金屬熱處理工藝,。為了只加熱工件表層而不使過多的熱量傳入工件內(nèi)部，使用的熱源須具有高的能量密度,，即在單位面積的工件上給予較大的熱能,，使工件表層或局部能短時(shí)或瞬時(shí)達(dá)到高溫。表面熱處理的主要方法,，有激光熱處理,、火焰淬火和感應(yīng)加熱熱處理，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰,、感應(yīng)電流,、激光和電子束等。

9 f1 Z+ \1 m  O    化學(xué)熱處理是通過改變工件表層化學(xué)成分,、組織和性能的金屬熱處理工藝,。化學(xué)熱處理與表面熱處理不同之處是后者改變了工件表層的化學(xué)成分,�,；瘜W(xué)熱處理是將工件放在含碳、氮或其它合金元素的介質(zhì)(氣體,、液體,、固體)中加熱，保溫較長時(shí)間,，從而使工件表層滲入碳,、氮、硼和鉻等元素,。滲入元素后，有時(shí)還要進(jìn)行其它熱處理工藝如淬火及回火,�,；瘜W(xué)熱處理的主要方法有滲碳、滲氮,、滲金屬,、復(fù)合滲等。
, ?; q& F  t2 Q) H    熱處理是機(jī)械零件和工模具制造過程中的重要工序之一,。大體來說,，它可以保證和提高工件的各種性能 ，如耐磨,、耐腐蝕等,。還可以改善毛坯的組織和應(yīng)力狀態(tài)，以利于進(jìn)行各種冷,、熱加工,。
例如白口鑄鐵經(jīng)過長時(shí)間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵,，提高塑性 ；齒輪采用正確的熱處理工藝,，使用壽命可以比不經(jīng)熱處理的齒輪成倍或幾十倍地提高,；另外，價(jià)廉的碳鋼通過滲入某些合金元素就具有某些價(jià)昂的合金鋼性能,，可以代替某些耐熱鋼,、不銹鋼；工模具則幾乎全部需要經(jīng)過熱處理方可使用,。
/ l) c4 b( c) @. L6 f/ Q' B7 l' j
- J# r& o. l! @三 鋼的分類
+ P6 T$ B, r  n) |    鋼是以鐵,、碳為主要成分的合金，它的含碳量一般小于2.11% ,。鋼是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中極為重要的金屬材料,。鋼按化學(xué)成分分為碳素鋼（簡稱碳鋼）與合金鋼兩大類。碳鋼是由生鐵冶煉獲得的合金,，除鐵,、碳為其主要成分外，還含有少量的錳,、硅,、硫、磷等雜質(zhì),。碳鋼具有一定的機(jī)械性能,，又有良好的工藝性能，且價(jià)格低廉,。因此,，碳鋼獲得了廣泛的應(yīng)用。但隨著現(xiàn)代工業(yè)與科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,，碳鋼的性能已不能完全滿足需要,，于是人們研制了各種合金鋼。合金鋼是在碳鋼基礎(chǔ)上,，有目的地加入某些元素（稱為合金元素）而得到的多元合金,。與碳鋼比，合金鋼的性能有顯著的提高,，故應(yīng)用日益廣泛,。
    由于鋼材品種繁多，為了便于生產(chǎn),、保管,、選用與研究，必須對(duì)鋼材加以分類,。按鋼材的用途,、化學(xué)成分,、質(zhì)量的不同，可將鋼分為許多類：
( O: ?# @4 F9 w! W8 P（一）． 按用途分類
按鋼材的用途可分為結(jié)構(gòu)鋼,、工具鋼,、特殊性能鋼三大類。
3 n, W, z1 S) Q/ P" H) `1 D1.結(jié)構(gòu)鋼：
1 q& d8 x! r2 W  s8 c（1）.用作各種機(jī)器零件的鋼,。它包括滲碳鋼,、調(diào)質(zhì)鋼、彈簧鋼及滾動(dòng)軸承鋼,。
（2）．用作工程結(jié)構(gòu)的鋼,。它包括碳素鋼中的甲、乙,、特類鋼及普通低合金鋼,。
# [! {- f' D( J2.工具鋼：用來制造各種工具的鋼。根據(jù)工具用途不同可分為刃具鋼,、模具鋼與量具鋼,。
; x3 v6 R: E! W% S7 {' ^7 f# M& ?3.特殊性能鋼：是具有特殊物理化學(xué)性能的鋼�,？煞譃椴讳P鋼,、耐熱鋼、耐磨鋼,、磁鋼等,。
4 n! L6 p9 \) c$ H- z8 a3 r  T（二）． 按化學(xué)成分分類
按鋼材的化學(xué)成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。
碳素鋼：按含碳量又可分為低碳鋼（含碳量≤0.25%）,；中碳鋼（0.25%＜含碳量＜0.6%）,；高碳鋼（含碳量≥0.6%）。
+ }$ {& x8 D; c: f0 l合金鋼：按合金元素含量又可分為低合金鋼（合金元素總含量≤5%）,；中合金鋼（合金元素總含量=5%--10%）,；高合金鋼（合金元素總含量＞10%）。此外,，根據(jù)鋼中所含主要合金元素種類不同，也可分為錳鋼,、鉻鋼,、鉻鎳鋼、鉻錳鈦鋼等,。
  G; h1 k( v' ]8 V  ^2 M（三）． 按質(zhì)量分類
6 [6 l' z) y  o5 R( ^按鋼材中有害雜質(zhì)磷,、硫的含量可分為普通鋼（含磷量≤0.045%、含硫量≤0.055%,；或磷,、硫含量均≤0.050%）,；優(yōu)質(zhì)鋼（磷、硫含量含硫量≤0.030%）,。
1 Q9 m: b; c+ [% N. X% r& `8 n; S此外,，還有按冶煉爐的種類，將鋼分為平爐鋼（酸性平爐,、堿性平爐）,，空氣轉(zhuǎn)爐鋼（酸性轉(zhuǎn)爐、堿性轉(zhuǎn)爐,、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐鋼）與電爐鋼,。按冶煉時(shí)脫氧程度，將鋼分為沸騰鋼（脫氧不完全）,，鎮(zhèn)靜鋼（脫氧比較完全）及半鎮(zhèn)靜鋼,。
2 c4 K1 w4 S; {0 H) }* i鋼廠在給鋼的產(chǎn)品命名時(shí)，往往將用途,、成分,、質(zhì)量這三種分類方法結(jié)合起來。如將鋼稱為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼,、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,、碳素工具鋼、高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼,、合金結(jié)構(gòu)鋼,、合金工具鋼等。均≤0.040%）,；高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼（含磷量≤0.035%,、
% Z% J4 `8 C5 U3 W/ g
四 金屬材料的機(jī)械性能
0 a7 S3 y7 M0 k: x/ Y# e4 {金屬材料的性能一般分為工藝性能和使用性能兩類。所謂工藝性能是指機(jī)械零件在加工制造過程中,，金屬材料在所定的冷,、熱加工條件下表現(xiàn)出來的性能。金屬材料工藝性能的好壞,，決定了它在制造過程中加工成形的適應(yīng)能力,。由于加工條件不同，要求的工藝性能也就不同,，如鑄造性能,、可焊性、可鍛性,、熱處理性能,、切削加工性等。所謂使用性能是指機(jī)械零件在使用條件下，金屬材料表現(xiàn)出來的性能,，它包括機(jī)械性能,、物理性能、化學(xué)性能等,。金屬材料使用性能的好壞,，決定了它的使用范圍與使用壽命。
在機(jī)械制造業(yè)中,，一般機(jī)械零件都是在常溫,、常壓和非強(qiáng)烈腐蝕性介質(zhì)中使用的，且在使用過程中各機(jī)械零件都將承受不同載荷的作用,。金屬材料在載荷作用下抵抗破壞的性能,，稱為機(jī)械性能（或稱為力學(xué)性能）。金屬材料的機(jī)械性能是零件的設(shè)計(jì)和選材時(shí)的主要依據(jù),。外加載荷性質(zhì)不同（例如拉伸,、壓縮、扭轉(zhuǎn),、沖擊,、循環(huán)載荷等），對(duì)金屬材料要求的機(jī)械性能也將不同,。常用的機(jī)械性能包括：強(qiáng)度,、塑性、硬度,、韌性,、多次沖擊抗力和疲勞極限等。下面將分別討論各種機(jī)械性能,。

364191599

1． 強(qiáng)度
強(qiáng)度是指金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞（過量塑性變形或斷裂）的性能,。由于載荷的作用方式有拉伸、壓縮,、彎曲,、剪切等形式，所以強(qiáng)度也分為抗拉強(qiáng)度,、抗壓強(qiáng)度,、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度等,。各種強(qiáng)度間常有一定的聯(lián)系，使用中一般較多以抗拉強(qiáng)度作為最基本的強(qiáng)度指標(biāo),。
2． 塑性
# s% S) q) x9 r+ D7 }+ j塑性是指金屬材料在載荷作用下,，產(chǎn)生塑性變形（永久變形）而不破壞的能力,。
+ l2 ?$ z0 R( P3． 硬度
8 E! p6 O& n8 G$ r* h; @硬度是衡量金屬材料軟硬程度的指標(biāo)。目前生產(chǎn)中測(cè)定硬度方法最常用的是壓入硬度法,，它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓入被測(cè)試的金屬材料表面,，根據(jù)被壓入程度來測(cè)定其硬度值。
; K, G( s, y+ X* M; t3 s2 a4 y常用的方法有布氏硬度（HB）,、洛氏硬度（HRA,、HRB、HRC）和維氏硬度（HV）等方法,。
, f6 M5 [, L% y$ i% y- T4． 疲勞
( D7 {- m7 r- L2 f+ g% w9 f前面所討論的強(qiáng)度,、塑性、硬度都是金屬在靜載荷作用下的機(jī)械性能指標(biāo),。實(shí)際上,，許多機(jī)器零件都是在循環(huán)載荷下工作的，在這種條件下零件會(huì)產(chǎn)生疲勞,。
5． 沖擊韌性
' J+ @' k% V0 R5 u; e5 f以很大速度作用于機(jī)件上的載荷稱為沖擊載荷,，金屬在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫做沖擊韌性。
( G' `  v. {5 U2 c, Y: p7 K五 退火--淬火--回火
6 |) z, F- H% B6 j9 Z2 c(一)．退火的種類
1． 完全退火和等溫退火
完全退火又稱重結(jié)晶退火,，一般簡稱為退火,，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材,，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu),。一般常作為一些不重要工件的最終熱處理，或作為某些工件的預(yù)先熱處理,。
2． 球化退火
球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼（如制造刃具,，量具，模具所用的鋼種）,。其主要目的在于降低硬度,，改善切削加工性，并為以后淬火作好準(zhǔn)備,。
3． 去應(yīng)力退火
: ]6 B0 s( M' ^0 i去應(yīng)力退火又稱低溫退火（或高溫回火）,，這種退火主要用來消除鑄件，鍛件,，焊接件,，熱軋件，冷拉件等的殘余應(yīng)力,。如果這些應(yīng)力不予消除,，將會(huì)引起鋼件在一定時(shí)間以后，或在隨后的切削加工過程中產(chǎn)生變形或裂紋。
+ g! ^2 G1 i& s% n* R  {(二)．淬火
為了提高硬度采取的方法,，主要形式是通過加熱,、保溫、速冷,。最常用的冷卻介質(zhì)是鹽水,，水和油。鹽水淬火的工件,，容易得到高的硬度和光潔的表面,，不容易產(chǎn)生淬不硬的軟點(diǎn)，但卻易使工件變形嚴(yán)重,，甚至發(fā)生開裂,。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過冷奧氏體的穩(wěn)定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。
(三)．回火
8 v: f) V8 T# w; u; j1． 降低脆性,，消除或減少內(nèi)應(yīng)力,，鋼件淬火后存在很大內(nèi)應(yīng)力和脆性，如不及時(shí)回火往往會(huì)使鋼件發(fā)生變形甚至開裂,。
2． 獲得工件所要求的機(jī)械性能,，工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大，為了滿足各種工件的不同性能的要求,，可以通過適當(dāng)回火的配合來調(diào)整硬度,，減小脆性，得到所需要的韌性,，塑性,。
3． 穩(wěn)定工件尺寸
1 \7 t  ^+ W) V" m4． 對(duì)于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火（或正火）后常采用高溫回火,，使鋼中碳化物適當(dāng)聚集,，將硬度降低，以利切削加工,。
3 R% {- }( J! Z2 a7 Y- Q% H' Z: `

六 常用爐型的選擇
爐型應(yīng)依據(jù)不同的工藝要求及工件的類型來決定
3 x; t) I; ^$ Y$ U) |, W/ g! z; U1．對(duì)于不能成批定型生產(chǎn)的,，工件大小不相等的，種類較多的,，要求工藝上具有通用性,、
多用性的，可選用箱式爐,。
  R; b. g& T: D+ R) \2．加熱長軸類及長的絲桿,，管子等工件時(shí)，可選用深井式電爐,。
/ b2 A4 z+ t. w3 ^3．小批量的滲碳零件,，可選用井式氣體滲碳爐,。
: d8 S5 P* w% D( u$ z+ G4．對(duì)于大批量的汽車、拖拉機(jī)齒輪等零件的生產(chǎn)可選連續(xù)式滲碳生產(chǎn)線或箱式多用爐,。
* v6 \" T7 p( F7 k* q5．對(duì)沖壓件板材坯料的加熱大批量生產(chǎn)時(shí),，最好選用滾動(dòng)爐，輥底爐,。
5 s) q& i. H& Y* u2 w5 @# A; G6．對(duì)成批的定型零件，生產(chǎn)上可選用推桿式或傳送帶式電阻爐（推桿爐或鑄帶爐）
7．小型機(jī)械零件如：螺釘,，螺母等可選用振底式爐或網(wǎng)帶式爐,。
# t! M: \* }0 M: b8．鋼球及滾柱熱處理可選用內(nèi)螺旋的回轉(zhuǎn)管爐。
9．有色金屬錠坯在大批量生產(chǎn)時(shí)可用推桿式爐,，而對(duì)有色金屬小零件及材料可用空氣循環(huán)加熱爐,。
- c3 L6 W& G4 H0 h
; z% N; P4 O; k4 j- r七、表面處理資料
0 K7 c" q7 U7 Q# J+ t! e（1）鋼結(jié)構(gòu)的防火處理
0 J; I" p& i( o. ^0 E* d鋼材是一種不會(huì)燃燒的建筑材料,，它具有抗震,、抗彎等特性。在實(shí)際應(yīng)用中,，鋼材既可以相對(duì)增加建筑物的荷載能力,，也可以滿足建筑設(shè)計(jì)美感造型的需要，還避免了混凝土等建筑材料不能彎曲,、拉伸的缺陷,，因此鋼材受到了建筑行業(yè)的青睞，單層,、多層,、摩天大樓，廠房,、庫房,、候車室、候機(jī)廳等采用鋼材都很普遍,。但是，鋼材作為建筑材料在防火方面又存在一些難以避免的缺陷,，它的機(jī)械性能，如屈服點(diǎn),、抗拉及彈性模量等均會(huì)因溫度的升高而急劇下降,。 　　
    鋼結(jié)構(gòu)通常在450～650℃溫度中就會(huì)失去承載能力，發(fā)生很大的形變,，導(dǎo)致鋼柱,、鋼梁彎曲，結(jié)果因過大的形變而不能繼續(xù)使用,，一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右,。這一時(shí)間的長短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。 　　
  C1 s$ N& l1 g0 y. \9 _: D+ g7 ]　　要使鋼結(jié)構(gòu)材料在實(shí)際應(yīng)用中克服防火方面的不足,，必須進(jìn)行防火處理,，其目的就是將鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限提高到設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的極限范圍。防止鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中迅速升溫發(fā)生形變塌落,，其措施是多種多樣的,，關(guān)鍵是要根據(jù)不同情況采取不同方法，如采用絕熱,、耐火材料阻隔火焰直接灼燒鋼結(jié)構(gòu),，降低熱量傳遞的速度推遲鋼結(jié)構(gòu)溫升、強(qiáng)度變?nèi)醯臅r(shí)間等,。但無論采取何種方法,，其原理是一致的。下面介紹幾種不同鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)措施,。 　　
5 l9 b* l2 X% c8 L5 z% B
2 j  A, e' U7 c: N　　一,、外包層。就是在鋼結(jié)構(gòu)外表添加外包層,，可以現(xiàn)澆成型,，也可以采用噴涂法。現(xiàn)澆成型的實(shí)體混凝土外包層通常用鋼絲網(wǎng)或鋼筋來加強(qiáng),，以限制收縮裂縫,，并保證外殼的強(qiáng)度。噴涂法可以在施工現(xiàn)場對(duì)鋼結(jié)構(gòu)表面涂抹砂泵以形成保護(hù)層,，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂漿,，也可以摻入珍珠巖或石棉。同時(shí)外包層也可以用珍珠巖,、石棉,、石膏或石棉水泥、輕混凝土做成預(yù)制板,，采用膠粘劑,、釘子,、螺栓固定在鋼結(jié)構(gòu)上。 　　
- }% G- m# p) c3 d　　二,、充水(水套),。空心型鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)充水是抵御火災(zāi)最有效的防護(hù)措施,。這種方法能使鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中保持較低的溫度,，水在鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)循環(huán)，吸收材料本身受熱的熱量,。受熱的水經(jīng)冷卻后可以進(jìn)行再循環(huán),，或由管道引入涼水來取代受熱的水。 　　
　　三,、屏蔽。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)置在耐火材料組成的墻體或頂棚內(nèi),，或?qū)��?gòu)件包藏在兩片墻之間的空隙里,，只要增加少許耐火材料或不增加即能達(dá)到防火的目的。這是一種最為經(jīng)濟(jì)的防火方法,。 　　　　     
      四,、膨脹材料。采用鋼結(jié)構(gòu)防火涂料保護(hù)構(gòu)件,，這種方法具有防火隔熱性能好,、施工不受鋼結(jié)構(gòu)幾何形體限制等優(yōu)點(diǎn)，一般不需要添加輔助設(shè)施,，且涂層質(zhì)量輕,，還有一定的美觀裝飾作用，屬于現(xiàn)代的先進(jìn)防火技術(shù)措施,。 　　
　　目前,，高層鋼結(jié)構(gòu)建筑日趨增多，尤其是一些超高層建筑,，采用鋼結(jié)構(gòu)材料更為廣泛,。高層建筑一旦發(fā)生火災(zāi)事故，火不是在短時(shí)間內(nèi)就能撲滅的,，這就要求我們?cè)诮ㄖ�設(shè)計(jì)時(shí),，加大對(duì)建筑材料的防火保護(hù)，以增強(qiáng)其耐火極限,，并在建筑內(nèi)部制訂必要的應(yīng)急方案,，以減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
1 j$ b7 l" y9 ^2 y7 m- T（2）常用火焰噴涂塑料材料及性能
塑料種類很多,，根據(jù)塑料受熱的性能,，可分為熱塑性塑料及熱固性塑料兩大類,。火焰噴涂用塑料粉末一般由塑料原料加上改性材料制成,，這些改性材料,，包括各種填料、顏料,、流平劑,、增韌劑等。通過改性,，使塑料粉末容易進(jìn)行火焰噴涂,。使制成的涂層具有所要求的顏色和各種性能。
# L: @) V* z. I4 v: M' V7 i熱塑性塑料的特點(diǎn)是可隨溫度上升而變軟或熔化,，冷卻后則凝固成型變硬,，這個(gè)過程為可逆過程可反復(fù)進(jìn)行多次，通常熱塑性塑料,，具有優(yōu)良的抗化學(xué)性,、韌性和彎曲性能，火焰噴涂常用的熱塑性塑料主要有聚乙烯,、尼龍,、聚丙烯、聚苯硫醚,、氯化聚醚,、EVA等，其中以聚乙烯,、尼龍應(yīng)用最多最廣,。
熱固性塑料的特點(diǎn)是用某些較低聚合度的予聚體樹脂，在一定溫度下或加入固化劑條件下,，固化成不能再次熔化或熔融的,，質(zhì)地堅(jiān)硬的最終產(chǎn)物，溫度再升高,，產(chǎn)品只能分解,，不能再軟化。熱固性塑料分子量較低,，所以具有較好的流平性,、潤濕性；因而能很好地粘附在工件表面,，并具有較好的裝飾性能,。火焰噴涂常用的熱固性塑料粉末有環(huán)氧,、環(huán)氧/聚酯及聚酯粉末等,。
" ~) e8 k- @7 r! O7 e$ `1,、聚乙烯(PE）
& H( l2 O  P- b3 H) ?聚乙烯為白色透明物質(zhì)，外觀似石蠟,，可著色,，可彎曲，稍具延伸性,。
/ G. ?* I* r0 b聚乙烯是乙烯的高分子聚合物,，因生產(chǎn)方法不同，產(chǎn)品分為高密度 HDPE(低壓0.9411～0.965),。中密度MDPE(中壓0.926～0.940)低密度LDPE(高壓 0.910～0.025),。三者性質(zhì)相似，但高密度聚乙烯在無負(fù)載和短期內(nèi)耐溫較高些(HDPE為100℃,，LDPE為 75℃),，高密度聚乙烯最高使用溫度為70℃，低密度聚乙烯為60℃,，聚乙烯最低使用溫度為-70℃,。
3 @; g0 E3 M% ~5 p' V) |3 R: D通常，聚乙烯隨密度增加,，抗張強(qiáng)度、硬度,、耐熱性均增高,。
聚乙烯有優(yōu)良的耐蝕性，對(duì)非氧化性酸(如鹽酸,、稀硫酸,、氫氟酸)、稀硝酸,、堿,、油(冷)和鹽溶液都有良好的耐蝕性，能耐極性有機(jī)物(醇,、酮),、水。在室溫下耐一般溶劑,，但在 60℃以上溶于芳烴,、氯化溶劑及熔蠟中，有些溶劑能使其溶脹,。

聚乙烯不耐濃硝酸,、濃硫酸和其它強(qiáng)氧化劑的腐蝕。
聚乙烯粉末涂層的物理化學(xué)性能如表 1,。
/ L0 v% L! a$ D  |" S, B表1聚乙烯粉末涂層的物理化學(xué)性能
7 H: C7 P3 _' C- Z3 m4 t2 _1 b
注：試驗(yàn)采用 1.5m鋼板,，涂后在30～35℃條件下,、酸堿浸漬10d溶劑油類分別浸漬30d和100d后測(cè)試。
聚乙烯粉末涂層與其它涂層性能比較見表 2
2 i$ C% D9 U- b表2聚乙烯等其它品種粉末涂層的性能比較

+ a3 z+ R7 W+ H3 m9 t- m8 K2,、尼龍(聚酰胺)
( t+ ~# p4 E# P
尼龍是一種應(yīng)用很廣的熱塑性塑料,，最高應(yīng)用溫度為 80～120℃，最低使用溫度為-50～-60℃,。
尼龍具有良好的耐蝕性,，十分耐堿和大多數(shù)鹽水、稀酸,。但不耐強(qiáng)酸和氧化性酸的腐蝕,。對(duì)烴、酮,、酯,、油類抗蝕能力良好，不耐酚和甲酸的腐蝕,。
尼龍強(qiáng)度高,，堅(jiān)韌、耐磨損,，有潤滑作用,，所以常用作耐磨涂層，如:印刷機(jī)械中的鋼制墨輥,、車床導(dǎo)軌,、潤滑涂層如軸承等。
3 |( Y& |! L  a& L, E8 _, T尼龍對(duì)生物侵蝕是惰性的,，無毒,，受細(xì)菌作用，可作食品和牛奶等容器表面涂層,。
1 H: F0 _2 ^" `; ^/ V# h5 [* Y) C3 j火焰噴涂常用的尼龍粉末有尼龍 11,、尼龍12、尼龍1010及一些二元,、三元共聚尼龍,，尼龍層與金屬附著力好
5 Q3 I6 s# H# C
: v+ X5 C8 B8 e) E4 {5 x: v% D續(xù)表 4 尼龍11涂層的耐化學(xué)品性能
0 T* }" a$ c$ \! e3、聚丙烯
* L( C/ d3 c8 f. q/ D( n聚丙烯是丙烯的高分子量聚合物,，外觀似聚乙烯但比聚乙烯更輕更透明,。聚丙烯密度低(0.90)耐蝕性和聚乙烯相似，且較低,，應(yīng)用溫度范圍為-14～+120℃,。除濃硝酸，發(fā)煙硫酸、氯磺酸等強(qiáng)氧化性酸外,，能耐大多數(shù)的有機(jī)和無機(jī)酸,、堿和鹽，對(duì)應(yīng)力腐蝕破裂的抗蝕性良好,。80℃以下能耐有機(jī)溶劑,，但能被某些強(qiáng)有機(jī)溶劑破壞。
聚丙烯強(qiáng)度高于聚乙烯,，軟化點(diǎn)較高（180℃）,。硬度接近尼龍，剛性好,，常溫下耐沖擊性能良好,。耐溫性高，在低應(yīng)力下可長期使用于110～120℃,。
. O; X7 Q9 V  p3 |5 h7 }
4,、聚苯硫醚（PPS）
聚苯硫醚通常指對(duì)苯基硫的聚合物。交聯(lián)前是一種線型結(jié)構(gòu),，呈熱塑性,，是一類具有支鏈、無結(jié)晶熔點(diǎn),、高粘度聚合物,、交聯(lián)后呈熱固性，若予以充分加熱,，卻還能軟化到一定程度,，因此并非真正熱固性塑料。
聚苯硫醚密度1.36,，熔點(diǎn)288℃，是一種硬而脆,、熱穩(wěn)定性優(yōu)良的熱塑性塑料,，同時(shí)它具有優(yōu)良的電絕緣性和粘結(jié)性，適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度,，應(yīng)用溫度范圍為-148～+250℃,。
1 Z# ]  t- U  d) g: C" S聚苯硫醚的化學(xué)惰性及耐高溫性使它成為良好的耐腐蝕涂層。

$ X" d: Z* `3 n# A5 ~7 W聚苯硫醚防腐涂層可耐170℃下的各種溶劑,，200℃下的各種酸堿,、鹽和化學(xué)藥品，但易受鹵素和氧化性介質(zhì),，如游離氯,、溴、硝酸、過氧化氫等腐蝕,。聚苯硫醚的熔區(qū)寬300～420℃,，故有良好的流動(dòng)性，且無毒,、不燃,。與金屬的粘接力強(qiáng)，因此是一種良好的耐腐蝕涂層

364191599

5,、氯化聚醚
氯化聚醚是線型,、高結(jié)晶度的熱塑性塑料，具有較高的熔點(diǎn)（180℃）,，優(yōu)良的耐熱,、耐腐蝕性能以及良好的機(jī)械性能和電性能�,？箾_擊強(qiáng)度高,，耐磨性和尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良，吸水性小,。應(yīng)用溫度范圍為-30～+120℃,。
氯化聚醚的耐蝕性僅次于聚四氟乙烯，可與聚三氟氯乙烯媲美,，除強(qiáng)氧化性酸如濃硫酸,、濃硝酸外，能耐各類酸,、堿,、鹽及大多數(shù)有機(jī)溶劑的腐蝕，不耐液氯,、氟,、溴的腐蝕。
' [, K$ i0 {$ S: E$ @氯化聚醚的導(dǎo)熱系數(shù)低于大多數(shù)耐腐蝕熱塑性塑料,，適宜作絕熱材料,。
0 ?5 W1 Y4 A8 \5 p; J
6、EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）
3 r3 K/ o+ |$ A- \% BEVA是乙烯與醋酸乙烯酯的共聚物,，是一種具有橡皮似彈性的熱塑性塑料,。EVA的性能與醋酸乙烯酯（VA）的含量有很大的關(guān)系，VA越少,，越像低密度聚乙烯,，而VA越多越像橡皮。EVA在較廣的溫度范圍（-45～70℃）質(zhì)堅(jiān)韌,，加入填料能使剛性和硬度提高,。填料增多，對(duì)其主要性能影響不大，耐紫外光及臭氧,。
EVA熔點(diǎn)低,，（80～100℃）密度0.93～0.95。施工方便,，化學(xué)物理性能良好,，耐稀酸、濃堿,、不耐濃酸,，50℃以上能溶于芳烴及氯化溶劑中。耐候性優(yōu)于聚乙烯,。EVA還有良好的抗霉菌生長的特性,，可作食品容器防護(hù)涂層。
+ r& t" X6 u. L9 z4 D
4 \# L6 A4 E) a  d2 o7,、氟塑料
* h( M% w: d9 r$ D9 }
* O7 O( K/ r* |2 R& |, s氟塑料是各種含氟塑料的總稱,，由含氟單體如四氟乙稀，六氟丙烯,，三氟氯乙烯,，偏氟乙烯，氟乙烯及乙烯等單體通過均聚或共聚反應(yīng)制得,，按數(shù)量及用途來說,，以聚四氟乙烯（F4）最為重要。其它還有聚三氟氯乙烯（F3）,，聚全氟代乙丙烯（F46）等,。
氟塑料具有優(yōu)良的電絕緣性能，摩擦系數(shù)極低,，與其它物質(zhì)親和力最小,，具有優(yōu)良的不粘性。尤其是其化學(xué)性能優(yōu)異,，熱穩(wěn)定性能好,。如F4，除了金屬鈉,、氟元素及其化合物對(duì)它有侵蝕作用外，其他諸如強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿,、油脂、去污劑及有機(jī)溶劑等化學(xué)藥品均對(duì)它不起作用,，使用溫度范圍為-200～+260℃,。為抗蝕性最好的塑料。
氟塑料本身無毒，但遇熱分解時(shí),，則產(chǎn)生劇毒,，所以應(yīng)特別注意。

0 f; D/ i3 I4 x8 N3 c8,、環(huán)氧粉末涂料

9 r6 u/ F' f$ O6 J' m1 e環(huán)氧樹脂是環(huán)氧基的高分子聚合物的通稱,，未固化前它屬于熱塑性樹脂，加入固化劑后能發(fā)生一系列交聯(lián)反應(yīng),，形成具有附著力極佳,，堅(jiān)韌度和抗化學(xué)性能均好的熱固性樹脂，環(huán)氧樹脂能耐一般溶劑,，耐稀酸,、稀堿、強(qiáng)堿,，不耐強(qiáng)氧化劑如硝酸,、濃硫酸等的腐蝕，耐水性非常好,，最高使用溫度為90～100℃（一般型）,、150℃（耐熱型）。
; Q5 p( @- g2 Q7 m: R0 P+ v9 Y在熱固性粉末涂料中,，環(huán)氧粉末涂料是首先應(yīng)用的一個(gè)品種,，也是粉末涂料中，銷售量占首位的品種,。
環(huán)氧粉末涂料有有光,、半光、無光環(huán)氧粉末涂料（普通型）和防腐型環(huán)氧粉末涂料之分,。普通環(huán)氧粉末密度1.5～1.8,、熔點(diǎn)85～95℃。

9 s# ?, |, Q3 ^4 z9,、環(huán)氧/聚酯粉末涂料
% B3 y3 e4 f6 S
$ e4 a( h' i6 t( x* x0 X4 S) A  I環(huán)氧/聚酯粉末是由環(huán)氧,、聚酯為主要原料的熱固性粉末涂料。它比環(huán)氧粉末具有更好的裝飾性,、耐候性,。
; c* Y- y# G0 {) s% U2 d環(huán)氧/聚酯粉末密度1.4～1.8、熔點(diǎn)85℃～95℃,。

（3）復(fù)合熱處理對(duì)CrWMn鋼組織的影響
內(nèi)容摘要:摘要：研究了CrWMn鋼經(jīng)復(fù)合熱處理后的組織變化,。結(jié)果表明,，采用790℃/680℃循環(huán)球化退火可代替常規(guī)等溫球化退火,，并能縮短球化退火周期,，節(jié)約能源。采用高溫固溶處理加790℃/680℃循環(huán)球化退火,，可獲得高彌散度碳化物,，使CrWnMn鋼的最終組織得到改善,，強(qiáng)韌性明顯提高,。復(fù)合熱處理。
摘　要：研究了CrWMn鋼經(jīng)復(fù)合熱處理后的組織變化,。結(jié)果表明,，采用790℃/680℃循環(huán)球化退火可代替常規(guī)等溫球化退火，并能縮短球化退火周期,，節(jié)約能源,。采用高溫固溶處理加790℃/680℃循環(huán)球化退火，可獲得高彌散度碳化物,，使CrWnMn鋼的最終組織得到改善,，強(qiáng)韌性明顯提高。
" s6 q5 c+ p2 V' u' D0 z) y關(guān)鍵詞：CrWMn鋼,；復(fù)合熱處理,；球化退火；顯微組織

1　前言
& W+ Q5 o2 x  rCrWMn鋼可用于制造各種形狀復(fù)雜的冷擠壓模和沖裁模,，具有較高的淬透性,，淬火和低溫回火后具有較高的硬度和耐磨性。但經(jīng)常規(guī)熱處理后此鋼易形成網(wǎng)狀碳化物,，在模具的受力部位形成開裂和剝落,。模具的失效主要是由磨損、強(qiáng)度和韌性不足而造成的,。本文擬通過適當(dāng)?shù)膹?fù)合熱處理來改善CrWMn鋼的組織,，提高其強(qiáng)度和韌性，以獲得較好的綜合性能,。
7 s: W- g( e! m1 B7 Y1 y) Q2　試驗(yàn)過程
( B5 H( G' y* f試驗(yàn)用CrWMn鋼為��40mm棒材,，為淬火＋低溫回火態(tài)，硬度58HRC,。其主要化學(xué)成分見表1,。
表1　CrWMn鋼的主要化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))　w(%)
元素CCrWMnSi 含量0．90～
1．050．90～
8 K- y0 j; c6 H0 o/ c1．201．20～
1．600．8～
1．100．15～
1 }) q5 U; H+ b( T! P0 s; e0．35
對(duì)CrWMn鋼的復(fù)合熱處理分為兩個(gè)步驟，一是預(yù)處理,，二是淬火＋低溫回火,。預(yù)處理工藝見圖1。

$ i; [$ p" p. q3 M; y/ f( a  U圖1　CrWMn鋼預(yù)處理工藝
- f+ _( o9 L- k; @5 P  J5 q(a)　常規(guī)退火(b)　等溫球化退火
" y% E4 S1 V# \4 z" L/ {4 K(c)　循環(huán)球化退火(d)　高溫固溶＋循環(huán)球化退火
CrWMn鋼經(jīng)不同工藝預(yù)處理后,，選擇組織形態(tài),、分布較好的試樣，在不同溫度條件下進(jìn)行淬火＋低溫回火的最終熱處理,，觀察其組織形態(tài)與分布，測(cè)定硬度變化,。最終熱處理工藝見圖2,。

圖2　CrWMn鋼淬火＋回火工藝
3　試驗(yàn)結(jié)果及分析

圖3為CrWMn鋼經(jīng)不同預(yù)處理工藝處理后的顯微組織照片，CrWMn鋼經(jīng)常規(guī)退火后的硬度為180～190HB,，經(jīng)圖1所示熱處理工藝處理后為180～200HB,。

: |5 \. u( M* x  x8 X圖3　CrWMn鋼預(yù)處理后組織
(a)　常規(guī)退火(b)等溫球化退火(c)　循環(huán)球化退火(d)　固溶＋循環(huán)球化退火
; m% g" c- }2 U, c( w由圖3可看出，經(jīng)常規(guī)退火處理后的CrWMn鋼組織中碳化物呈片狀分布,；經(jīng)810℃等溫球化退火處理后,，碳化物呈不規(guī)則的顆粒狀分布在鐵素體基體上，分布不均勻,；經(jīng)790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,，顆粒狀碳化物尺寸變小，分布較為均勻,；經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,，碳化物呈細(xì)小顆粒狀析出且彌散程度高。

3 k+ d+ d6 a4 |1 F3 j從工藝上看,，在獲得相同硬度情況下，用790℃/680℃3次循環(huán)球化退火,，不僅可代替830℃等溫球化退火，而且能改善組織中碳化物的形態(tài)和分布,、縮短球化退火時(shí)間，節(jié)約能源,。這是因?yàn)檠�環(huán)球化退火在Ac1(750℃)以上加熱保溫過程中，片狀珠光體中的碳化物從尖角處溶解破斷,，而在Ar1(710℃)以下保溫過程中，在原片狀碳化物的平面處析出顆粒狀碳化物,，從而加速了CrWMn鋼球化過程的進(jìn)行，改善了碳化物的形態(tài)和分布,。在1050℃高溫條件下,，CrWMn鋼中大量難溶的W、Cr等合金元素的碳化物溶入奧氏體中,，經(jīng)油淬后得到馬氏體或下貝氏體組織,，在隨后進(jìn)行的790℃/680℃循環(huán)球化退火過程中,，則會(huì)彌散地析出點(diǎn)狀的W、Cr的碳化物,。

# E3 k) H9 F: c' F/ W8 R$ V因此,，對(duì)于一般要求的CrWMn鋼,，采用790℃/680℃3次循環(huán)球化退火工藝,，既可滿足組織和硬度的要求，又能提高生產(chǎn)率,，降低能耗,；而對(duì)要求較高的可選用1050℃高溫固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火的預(yù)處理工藝。
( Z$ o" h# p/ N" r
圖4為經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃3次循環(huán)球化退火處理后,，經(jīng)不同溫度油淬低溫回火后的CrWMn鋼的顯微組織,。

8 c; [. k1 }- i+ [9 _- r/ e8 ^! D圖4　CrWMn鋼不同溫度淬火＋低溫回火后組織
(a)　790℃淬火＋200℃回火(b)　830℃淬火＋200℃回火(c)　870℃淬火＋200℃回火(d)　900℃淬火＋200℃回火
0 ~' q* W8 L+ m- _5 w; C. D4    結(jié)論
$ x" i5 ~0 o/ O; D" w4 O
(1)　對(duì)CrWMn鋼采用790℃/680℃　3次循環(huán)球化替代常規(guī)退火、等溫球化退火,，不僅可以改善其組織狀態(tài)和性能,，而且還可以提高熱處理生產(chǎn)率，降低能耗,。
: i# }, T7 o6 P(2)　1050℃固溶加790℃/680℃　3次循環(huán)球化退火,，可進(jìn)一步改善CrWMn鋼的組織狀態(tài)分布，提高其性能,。
(3)　經(jīng)1050℃固溶加790℃/680℃　3次循環(huán)球化退火處理后,，再經(jīng)830℃油淬200℃回火處理，CrWMn鋼組織均勻而細(xì)小,，碳化物彌散程度高,，其耐磨性和綜合性能好�,！�

作者簡介：陳文華(1963—),，男，碩士,，講師,。主要研究方向?yàn)榻饘俦砻娓男约敖饘俨牧虾附印Ｂ?lián)系電話：025-4892912(O)
0 X2 V4 S/ w- k0 e5 ^$ `. ^作者單位：陳文華(南京航空航天大學(xué),，南京210016)

# W% c7 `5 \- s3 i/ j參考文獻(xiàn)：
8 }; \, S6 |3 X% z, ?［1］蔣修治譯.模具鋼熱處理［J］．模具技術(shù),，1994(1)．
［2］蔡　繤等．低溫快速球化處理［J］．金屬熱處理，1992(4)：8～11．
* m  o; ~+ w" M4 @［3］滿　波．高碳鋼和軸承鋼的周期球化退火工藝［J］．金屬熱處理,，1993(6)：43～44．
% w. g) a0 [# O. v$ r+ X八,、淬火介紹

364191599

（1）鋼的淬火
  R( ?$ I' L# z& v淬火時(shí)將鋼加熱到Ac3或Ac1以上，保溫一定時(shí)間使其奧氏體化,，再以大于臨界冷卻速度快速冷卻,，從而發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的熱處理工藝,。淬火鋼得到的組織主要是馬氏體（或下貝氏體），此外,，還有少量殘余奧氏體及未溶的第二相,。淬火的目的是提高鋼的硬度和耐磨性。
1,、 淬火加熱溫度
    碳鋼的淬火加熱溫度可利用Fe-Fe3C相圖來選擇。
) o8 l3 Q4 w6 @8 j" [5 ?
& k6 |9 h' j  `7 v. C6 |對(duì)于亞共析碳鋼,，適宜的淬火溫度為Ac3+30～50℃,，使碳鋼完全奧氏體化，淬火后獲得均勻細(xì)小的馬氏體組織,。對(duì)于過共析碳鋼,，適宜的淬火溫度為Ac1+30～50℃。淬火前先進(jìn)行球化退火,，使之得到粒狀珠光體組織,，淬火加熱時(shí)組織為細(xì)小奧氏體晶粒和未溶的細(xì)粒狀滲碳體，淬火后得到隱晶馬氏體和均勻分布在馬氏體基體上的細(xì)小粒狀滲碳體組織,。對(duì)于低合金鋼,，淬火加熱溫度也根據(jù)臨界點(diǎn)Ac1或Ac3來確定，一般為Ac1或Ac3以上50～100℃,。高合金工具鋼中含有較多的強(qiáng)碳化物形成元素,，奧氏體晶粒粗化溫度高，故淬火溫度亦高,。
2,、淬火加熱時(shí)間
　　為了使工件各部分完成組織轉(zhuǎn)變，需要在淬火加熱時(shí)保溫一定的時(shí)間,，通常將工件升溫和保溫所需的時(shí)間計(jì)算在一起,，統(tǒng)稱為加熱時(shí)間。
    影響淬火加熱時(shí)間的因素較多,，如鋼的成分,、原始組織、工件形狀和尺寸,、加熱介質(zhì),、爐溫、裝爐方式及裝爐量等,。
0 R! h7 V1 K  ]/ e% [　　鋼在淬火加熱過程中,，如果操作不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生過熱,、過燒或表面氧化,、脫碳等缺陷,。
. D; p6 o/ t6 F4 F　　過熱是指工件在淬火加熱時(shí)，由于溫度過高或時(shí)間過長,，造成奧氏體晶粒粗大的現(xiàn)象,。過熱不僅使淬火后得到的馬氏體組織粗大，使工件的強(qiáng)度和韌性降低,，易于產(chǎn)生脆斷,，而且容易引起淬火裂紋。對(duì)于過熱工件,，進(jìn)行一次細(xì)化晶粒的退火或正火,，然后再按工藝規(guī)程進(jìn)行淬火，便可以糾正過熱組織,。
　　過燒是指工件在淬火加熱時(shí),，溫度過高，使奧氏體晶界發(fā)生氧化或出現(xiàn)局部熔化的現(xiàn)象,，過燒的工件無法補(bǔ)救,，只得報(bào)廢。
7 s% a4 O* P& m. A* t! N2 F1 E（2）鋼的表面淬火
表面淬火是對(duì)工件表層進(jìn)行淬火的工藝,。它是將工件表面進(jìn)行快速加熱,，使其奧氏體化并快速冷卻獲得馬氏體組織，而心部仍保持原來塑性,、韌性較好的退火,、正火或調(diào)質(zhì)狀態(tài)的組織。表面淬火后需進(jìn)行低溫回火,，以減少淬火應(yīng)力和降低脆性,。表面淬火可有效提高工件表面層的硬度和耐磨性，達(dá)到外硬內(nèi)韌的效果,，并可造成表面層壓應(yīng)力狀態(tài),，提高疲勞強(qiáng)度，延長工件的使用壽命,。
1.感應(yīng)加熱表面淬火
) [& A, O& E( {# N1 K. b4 S7 ?. l    感應(yīng)加熱表面淬火法的原理如圖1-66（a）所示,。把工件放入由空心銅管繞成的感應(yīng)線圈中，當(dāng)感應(yīng)線圈通以交流電時(shí),，便會(huì)在工件內(nèi)部感應(yīng)產(chǎn)生頻率相同,、方向相反的感應(yīng)電流。感應(yīng)電流在工件內(nèi)自成回路,，故稱為“渦流”,。渦流在工件截面上的分布是不均勻的，如圖1-66（b）所示，表面電流密度最大,，心部電流密度幾乎為零,，這種現(xiàn)象稱為集膚效應(yīng)。由于鋼本身具有電阻,，因而集中于工件表面的渦流,，幾秒種可使工件表面溫度升至800～1000℃，而心部溫度仍接近室溫,，在隨即噴水（合金鋼浸油）快速冷卻后,，就達(dá)到了表面淬火的目的。
; g  f$ Q% N2 ]2 {3 {# {! Q: B) X    感應(yīng)加熱時(shí),，工件截面上感應(yīng)電流密度的分布與通入感應(yīng)線圈中的電流頻率有關(guān),。電流頻率愈高，感應(yīng)電流集中的表面層愈薄,，淬硬層深度愈小。因此可通過調(diào)節(jié)通入感應(yīng)線圈中的電流頻率來獲得工件不同的淬硬層深度,，一般零件淬硬層深度為半徑的1／10左右,。對(duì)于小直徑（10～20mm）的零件，適宜用較深的淬硬層深度,，可達(dá)半徑的1／5,，對(duì)于大截面零件可取較淺的淬硬層深度，即小于半徑1／10以下,。
2.火焰加熱表面淬火
    火焰加熱表面淬火法是用乙炔一氧火焰（最高溫度3200℃）或煤氣一氧火焰（最高溫度2000℃）,，對(duì)工件表面進(jìn)行快速加熱，并隨即噴水冷卻,。淬硬層深度一般為2～6mm,。適用于單件小批量生產(chǎn)以及大型零件（如大型軸類、模數(shù)齒輪等）的表面淬火,�,；鹧婕訜岜砻娲慊鸬膬�(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，成本低,，靈活性大,。缺點(diǎn)是加熱溫度不易控制，工件表面易過熱,，淬火質(zhì)量不夠穩(wěn)定,。
. U% ]- o  y% F6 q3.激光加熱表面淬火
    激光加熱表面淬火是以高能量激光束掃描工件表面，使工件表面快速加熱到鋼的臨界點(diǎn)以上,，利用工件基體的熱傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)自冷淬火,，實(shí)現(xiàn)表面相變硬化。
4 \/ m$ B& f- }1 w+ @    激光加熱表面淬火加熱速度極度快（105～106℃／s），因此過熱度大,，相變驅(qū)動(dòng)力大,，奧氏體形核數(shù)目劇增，擴(kuò)散均勻化來不及進(jìn)行,，奧氏體內(nèi)碳及合金濃度不均勻性增大,，奧氏體中碳含量相似的微觀區(qū)域變小，隨后的快冷（104℃／s）中不同微觀區(qū)域內(nèi)馬氏體形成溫度有很大差異,，產(chǎn)生細(xì)小馬氏體組織,。由于快速加熱，珠光體組織通過無擴(kuò)散轉(zhuǎn)化為奧氏體組織,；由于快速冷卻,，奧氏體組織通過無擴(kuò)散轉(zhuǎn)化為馬氏體組織，同時(shí)殘余奧氏體量增加,，碳來不及擴(kuò)散,，使過冷奧氏體碳含量增加，馬氏體中碳含量增加,，硬度提高,。
" a5 U! B/ s0 |' Z# Q. H    激光加熱表面淬火后，工件表層獲得極細(xì)小的板條馬氏體和孿晶馬氏體的混合組織,，且位錯(cuò)密度極高,，表層硬度比淬火＋低溫回火提高20％，即使是低碳鋼也能提高一定的硬度,。
* h- h9 M4 L3 V: j- w$ o    激光淬火硬化層深度一般為0.3～1mm,，硬化層硬度值一致。隨零件正常相對(duì)接觸摩擦運(yùn)動(dòng),，表面雖然被磨去,，但新的相對(duì)運(yùn)動(dòng)接觸面的硬度值并未下降，耐磨性仍然很好,，因而不會(huì)發(fā)生常規(guī)表面淬火層由于接觸磨損,，磨損隨之加劇的現(xiàn)象，耐磨性提高了50％,，工件使用壽命提高了幾倍甚至十幾倍,。
- V  i+ O' z5 A" _    激光加熱表面淬火最佳的原始組織是調(diào)質(zhì)組織，淬火后零件變形極小,，表面質(zhì)量很高,，特別適用于拐角、溝槽,、盲孔底部及深孔內(nèi)壁的熱處理,，而這些部位是其它表面淬火方法極難做到的,。
（3）淬火處理的常見問題
Ms點(diǎn)隨C%的增加而降低,淬火時(shí)，過冷奧氏體開始轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的溫度稱之為Ms點(diǎn),，轉(zhuǎn)變完成之溫度稱之為Mf點(diǎn),。C%含量愈高，Ms點(diǎn)溫度愈降低,。0.4%C碳鋼的Ms溫度約為350℃左右,，而0.8%C碳鋼就降低至約200℃左右。
, k9 j1 J) Y0 K4 b: d2 I0 `3 A淬火液可添加適當(dāng)?shù)奶砑觿?
1,、水中加入食鹽可使冷卻速率加倍：鹽水淬火之冷卻速率快,，且不會(huì)有淬裂及淬火不均勻之現(xiàn)象，可稱是最理想之淬硬用冷卻劑,。食鹽的添加比例以重量百分比10%為宜,。
6 z5 b; [, y. {  F* Y( W. M) Y; ?2、水中有雜質(zhì)比純水更適合當(dāng)淬火液：水中加入固體微粒,，有助於工件表面之洗凈作用,，破壞蒸氣膜作用，使得冷卻速度增加,，可防止淬火斑點(diǎn)的發(fā)生,。因此淬火處理，不用純水而用混合水之淬火技術(shù)是很重要的觀念,。
: Y: z3 @, w4 `- Q  Z  }9 T9 F3,、聚合物可與水調(diào)配成水溶性淬火液：聚合物淬火液可依加水程度調(diào)配出由水到油之冷卻速率之淬火液,，甚為方便,，且又無火災(zāi)、污染及其他公害之慮,，頗具前瞻性,。
4、干冰加乙醇可用於深冷處理溶液：將干冰加入乙醇中可產(chǎn)生-76℃之均勻溫度,，是很實(shí)用的低溫冷卻液,。
- V& y/ s7 U! t8 _( O（4）鋼淬火冷卻介質(zhì)
淬火冷卻時(shí)，既要快速冷卻以保證淬火工件獲得馬氏體組織,，又要減少變形,，防止裂紋產(chǎn)生。因此,，冷卻是關(guān)系到淬火質(zhì)量高低的關(guān)鍵操作,。

364191599

jsgs001

早點(diǎn)發(fā)啥,，

jsgs001

不錯(cuò)不錯(cuò)，很有適用價(jià)值

劉致墉

謝謝LZ。已下載了,，謝謝

大頭小成

像是在書上弄下來的!

少年游

不錯(cuò)不錯(cuò),，很有適用價(jià)值