热加工工艺详述.doc

一 加热温度的确定: 退火温度：亚共析钢—AC3+20-50 共析钢和过共析钢—AC1+20-50 正火温度：亚共析钢—AC3+30-50 共析钢或过共析钢—ACCM+30-50 淬火温度：亚共析钢—AC3+30-50 共析钢或过共析钢—AC1+30--50 1工作的形状尺寸 对同一钢种的工件，如果尺寸小，则加热快，温度高容易引起过热和增大变形，应使得即热温度较低。大尺寸工件需要加热慢些。温度可能造成加热不足，淬透性差，延长工时，应采用较高的加热温度。对于形状复杂容易变形或者开裂的工件，为了防止在加热过程中产生较大的内应力，应在保证性能要求的前提下，尽量采用较低的加热温度。2冶金质量 对奥氏体晶粒不易长大的本质细晶粒钢，其加热温度范围较宽，为了提高加热速度可适当提高加热温度 3原始组织状态 工具钢的原始组织球化不良存在片状珠光体，则加热时，奥氏体晶粒容易长大，冷却后得到粗大马氏体组织，性能变坏。因此 必须采用较低的加热温度。原始组织中出现碳化物偏析 加热时，碳化物聚集处容易 引起过热，淬火过程中容易变形开裂，在这二种情况下应去加热温度的下限。 二 工件加热时间 包括 工件入炉后表面打到指定温度的升温时间，工件心部与表面温度趋于一致的云热时间与使奥氏体成分均匀的保温时间的总和τ加热=τ升+τ均+τ保。 三 金属加热时的物理化学现象： 1金属在加热时的氧化过程 氧化的实质与特征 工件在加热到高温时通常要与氧 二氧化碳以及水蒸气 二氧化硫等氧化性气体发生作用，而使表面形成一层氧化铁，他不仅使工件表面失去光泽 并变得粗糙不平，降低尺寸精度么 而且使得工件的机械性能如弯曲疲劳强度等变坏，同时在冷拔 冷冲 模锻时容易引起模具损坏。这是一种扩散过程 氧气 fe离子 影响氧化的因素 加热温度和加热时间的影响：随着钢的加热温度升高，由于氧化扩散速度加快，氧化过程也就越剧烈，因为形成的氧化皮也越厚。加热时间浴场，氧化损失也越大。炉气成分的影响：火焰加热炉的炉气通常有O2 CO2 H2O SO2氧化气体 CO H2还原气体和N2中性气体三种组成。当供给空气过多时，炉气性质为氧化性，形成厚的氧化皮；相反，当供给空气不足，炉气成还原性，可以减少甚至不产生氧化。刚的化学成分影响：钢中含碳量大0.3%时，随含碳量的增加，形成的氧化皮将减少（生成CO）；如刚中有CR NI AL MO等合金元素，这些元素在表面形成致密氧化膜，减少氧化。 控制措施：保护介质中加热；快速加热；表面覆盖一层涂料。 2金属在加热时的脱碳过程 脱碳的实质和特征 钢在高温加热时不仅表面发生氧化，而且钢中的表层中的碳也回和炉中的气氛发生化学反应，造成钢表层的含碳量减少，这种现象叫做脱碳。脱碳也是一种扩散过程 氧 C 影响脱碳的因素 刚化学成分的影响：含碳量越高 脱碳倾向越大；W AL SI CO等合金元素使脱碳倾向增加，二CR MN等元素组织钢脱碳。 加热温度和保温时间的影响：700-1000摄氏度时 由于氧化皮阻碍碳的扩散 因此脱碳过程比氧化慢随着温度升高氧化速度增加 脱碳也增加 此时氧化皮失去作用 达到某一温度后 脱碳比 氧化更剧烈。钢加热时间越长 脱碳曾厚度越厚 炉气成分的影响：脱碳能力最强的是H2O气态 其次是CO2 O2 较弱的是H2。一般在在中性介质或弱氧化性介质中加热 可以减少脱碳。通常防止氧化的措施也可以防止脱碳. 四 加热过程中的变形开裂 工件加热不当，会引起变形和开裂。原因有二：1 温度升高 刚强度下降 如果防止不当 长时间保温在重力下变形 2 工件表面和心部之间 厚薄截面之间，由于温差导致胀缩不同期，产生应力二变形。 引起开裂的原因是工件加热时表面和心部因温差二才喊声的应力超过了钢的断裂强度。 五 钢的加热缺陷： 1 欠热 加热温度没到到规定温度或时间太短 奥氏体化不充分钢中碳化物没完全溶解 引起的成分与组织的某些缺陷。 2 过热 加热温度过高或在高温下停留时间过长，奥氏体晶粒急剧长大，叫过热 3 过烧 不仅奥剧烈粗化 而且晶界出现氧化甚至局部熔化的现象。 六 钢的退火与正火 1 退火工艺分类目的和用途 退火目的：1降低钢的硬度 改善切削加工性能 2 消除应力或加工硬化 提高塑性 便于继续冷加工 3 消除组织缺陷 提高工艺性能和使用性能 4 细化晶粒 改善碳化物的分布和形态 为种种热处理做好组织准备。 2 常用的退火工艺 扩散退火：为改善或消除在冶金过程中形成的成分不均匀性及夹杂物偏聚而形成的退火，加热温度一般高于AC3以上150-250即1100-1200，100-200摄氏度/h 保温时间按照工件截面厚度25mm/h 完全退火：刚加热到AC3以上30=50 缓慢冷却获得接近平衡状态组织的工艺。碳钢150-200度/h 合金钢50-100度/h 等温退火：加热