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從設(shè)計(jì)的角度了解熱處理 1 l% L% v* V/ O8 p* r" F1 A/ N6 T
% W7 Q* D! ^. ~材料工藝-1
# L9 P+ H# M- D# x2 Z! u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,，來改變材料表面或內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu),，來得到我們需要的材質(zhì)特性。這是一門很深的學(xué)問,，深究起來一本厚厚的書都寫不全,。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,。 1了解各項(xiàng)熱處理的
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一,、退火1 Q& Z! D* [+ c, P/ w6 ~/ E
工藝：將鋼加熱至適當(dāng)溫度——保溫——爐冷
. t1 n4 R! d1 r/ E' }目的：
/ }, |1 c; Q" X8 N; P- 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
3 ^3 O) f; \ h; D( w5 x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。2 `1 k7 g8 b5 r- u% f! c
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,。
/ u$ ]' M. {8 z8 T) }三,、淬火
Y3 g% Z: z4 R3 F* ~工藝：將鋼加熱至臨界點(diǎn)以上——保溫一段時(shí)間——快速冷卻
/ I7 `$ R8 Z* q$ j! }* _# F' ?) H) @8 [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
% `9 a" A3 ^* @$ K% ~1 A1 m8 @: A四,、回火+ n/ {- S( u; Z+ d0 I" X7 E7 K+ p/ v
工藝：工件淬火后——重新加熱——保溫——空冷/水冷/油冷3 D L- h% B( A# i- L" h: I2 m( J. H
目的：
" J: d# d2 n3 `" r/ k; ^, O- 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 J& J; P; l7 u; w% }7 P. g# d
五,、調(diào)質(zhì)3 x6 B) x' m; r8 x3 F3 h
工藝：調(diào)質(zhì)=淬火+高溫回火$ i: |' f, D# e* g4 f
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1 f1 x# w+ K5 n7 N
六、表面滲碳/滲氮/氰化# `& f, M$ }# c6 B. F. p" c
工藝：將工件加熱——在零件表面滲入相應(yīng)的原子2 e. y/ A: L* n `; A0 D
目的：獲得表面硬度高,，芯部韌性好的零件* _& r }& x1 h
三者區(qū)別：$ m+ Q! b$ v) G. e' Q4 a
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5 l6 U9 L3 u6 e$ x0 _5 y綜合來看：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,。* ~* V0 Z, n$ E6 E! W$ ] k4 X2 k1 ^
七、發(fā)黑（發(fā)藍(lán)）! Q. q9 K3 d+ D; L* [1 _
工藝：加熱——堿性藥業(yè)浸泡——形成氧化膜& s- h$ G. L. e0 |
目的：表面防腐蝕,，防銹- h" A) h3 h) h+ A n/ z
八,、固溶處理. B( j; K0 c4 j1 x o
工藝：將材料加熱——保溫——過剩相充分溶解——快速冷卻 ; u% c9 h5 x6 ]7 W9 n' o, @* s
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。5 v# t; A8 q! A2 A2 @! h9 V
通俗講法：冰糖+米+水,，不蒸煮,，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥
( n, u% L* a" y* e- ]目的：改善鋼和合金鋼的塑性,，韌性
! w+ M# B+ ?! W* ? _" a九,、時(shí)效處理
& @( M+ Q/ m. H6 y% v1 D) G7 p1.人工時(shí)效
4 I4 ~' l" T6 ?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),。
1 L" _* J x- V7 w2 \目的：穩(wěn)定精密制件的尺寸,，消除殘余應(yīng)力
+ @" E5 o* H: I; Q& ?, p2.自然時(shí)效+ [3 p9 n5 E ^- m- X
工藝：工件在室溫條件長時(shí)間放置
8 B9 I5 n8 c5 s, E- k* h0 s% b5 `& d目的：釋放殘余應(yīng)力，改善機(jī)械性能，穩(wěn)定尺寸
5 P2 q: N* b7 X0 L8 S7 x6 \2弄清退火,，正火和回火 ' Z, q% [, k# u4 m' m# f+ M: }
四把火中,，淬火沒的說，功能獨(dú)一無二,，最容易理解,，但另外三把火看起來都差別不大，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：5 n: _& ^9 \. @$ r7 _
- 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)檎鸪杀镜蛥s效率高。" M# S" ?. i8 w7 g8 P' P0 C
| 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)說的正火或退火
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3如何選擇熱處理硬度
7 ]: _; i" Y2 @0 }( w9 y/ Q- 根據(jù)載荷種類考慮
+ U0 e; V! n! j* [! @$ i$ u( G) U| 承受均勻靜載荷（工件無應(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�,。如工作情況下不允許降低硬度,，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 A5 X; W3 L7 J
| 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,，而要通過降低配合件的硬度和其他措施來處理 | | 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
3 i6 w% u9 g9 Z. K5 j, w| 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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4常用材質(zhì)熱處理
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5熱處理標(biāo)注方式參考 " n1 Z5 W. p6 Y9 a0 e9 r
- 要求硬度檢測(cè)的標(biāo)法
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& v4 k- k M* ^2 M) |% D& i![]() - 局部熱處理標(biāo)注- |, w" X# v- V" E8 B' H& @, t8 \
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3.表面處理的標(biāo)法$ H3 e* u* S+ H# g
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) N, e% B9 b B5 _: ?4.滲碳/滲氮/氰化1 t! r% _9 V& ?$ o0 x4 g2 k1 m
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* p% I& j7 P2 P* _1 ^; X) ^![]() $ O* H0 {, e+ ]3 G7 s
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5.技術(shù)要求寫法參考8 |3 n( ^- \9 v" x4 F- v2 I3 \
8 x$ O3 R) e/ z/ M0 G! ^![]()
+ g, R5 _! V9 G: a1 k5 I6.整張圖紙參考5 U* O% x3 T' i: S ?9 _1 N" Y
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" I, b" Y* L" g. N2 b; x![]() & \0 ?6 H% t5 m2 b! ^" ~
上圖倆份圖紙來源網(wǎng)絡(luò),，主要用來參考熱處理的標(biāo)注,，其實(shí)并不完整，請(qǐng)勿計(jì)較。8 u% K& ^, u. S( A6 K& }& e- G
說明
! M; H( q% q/ m+ C$ J; K6 M$ b說明：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,。
/ w, o/ N) h# Y5 H4 O好東西要記得點(diǎn)贊和給大家分享噢,。。,。
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發(fā)表于 2017-5-28 22:53:59
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