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锻件热处理的影响因素

发布者:重庆鼎星渗氮表面处理有限公司 发布时间:2018-3-21 13:48:17 阅读:次 【字体:

  锻造生产中,除了必须保证锻件所要求的形状和尺寸外,还必须满足零件在使用过程中所提出的性能要求,采用合理的锻造工艺和工艺参数,可以通过下列几方面来改善原材料的组织和性能:

  (1)打碎柱状晶,改善宏观偏析,把铸态组织变为锻态组织,并在合适的温度和应力条件下,焊合内部空隙,提高材料的致密度;

  (2) 铸锭经过锻造形成纤维组织,进一步通过轧制、挤压、模锻,使锻件得到合理的纤维方向分布;

  (3) 控制晶粒的大小和均匀度;

  (4) 改善第二相(例如莱氏体刚中的合金碳化物)的分布;

  (5) 使组织得到形变强化或形变-相变强化等。

  由于上述组织的改善,使锻件的塑性、冲击韧度、疲劳强度及持久性能等也随之得到了提高,然后通过零件的最后热处理就能得到零件所要求的硬度、强度和塑性等良好的综合性能。

  如果所采用的锻造工艺不合理,则可能产生锻件缺陷,包括表面缺陷、内部缺陷或性能不合格等,会影响后续工序的加工质量,有的则严重影响锻件的性能,降低做制成品件的使用寿命,甚至危及安全。

  锻件组织对最终热处理后的组织和性能的影响主要表现在以下几方面:

  (1)不可改善的组织缺陷:奥氏体和铁素体耐热不锈钢、高温合金、铝合金、镁合金等在加热和冷却过程中,没有同素异构转变的材料,以及一些铜合金和钛合金等,在锻造过程中产生的组织缺陷用热处理的办法不能改善。

  (2)可以得到改善的组织缺陷:在一般过热的结构钢锻件中的粗晶和魏氏组织,过共析钢和轴承钢由于冷却不当引起的轻微的网状碳化物等在锻后热处理时,锻件最终热处理后仍可获得满意的组织和性能。

  (3) 正常的热处理较难消除的组织缺陷:例如低倍粗晶、9Cr18不锈钢、H13的孪晶碳化物等需用高温正火、反复正火、低温分解、高温扩散退火等措施才能得到改善。

  (4)用一般热处理工艺不能消除的组织缺陷:严重的石状断口和棱面断口、过烧、不锈钢中的铁素体带、莱氏体合金工具钢中的碳化物网和带等使最终热处理后的锻件性能下降,甚至不合格。

  (5)在最终热处理时将会进一步发展的组织缺陷:例如,合金结构钢锻件中的粗晶组织,如果锻后热处理时未得到改善,在碳、氮共渗和淬火后常引起马氏体针粗大和性能不合格;高速钢中的粗大带状碳化物,淬火时常引起开裂。

  (6) 如果加热不当,例如加热温度过高和加热时间过长,将会引起脱碳、过热、过烧等缺陷。

  (7)锻后冷却过程中,如果工艺不当可能引起冷却裂纹、白点等,在热处理过程中开裂。

  切削加工对热处理工件的质量影响有哪些?

  (1)在工件调质、退火、正火状态下,硬度低于45HRC,切削加工对工件的质量包括表面光洁度、残余应力、加工余量、表面脱碳贫碳层得去除等,影响均不明显,不至于造成工件潜在性能的变化。

  (2)对工件淬硬的钢或工件加工,又称为硬态加工,工件硬度高达50~65HRC,材料主要包括普通淬火钢、淬火态模具钢、轴承钢、轧锟钢及高速钢等,切削加工的影响就较明显,切削加工过程中切削热的产生和传导、高速摩擦和磨损等因素都会对已加工表面造成一定程度的破坏。硬态切削已加工表面的完整性内容主要包括表层组织形态以及硬度、表面粗糙度、尺寸精度、残余应力的分布和白层的产生。

  已加工表面硬度随切削速度的提高而增加,随进给量得切削量得增大而降低。而且已加工表面硬度越高,硬化层深度越大。结果显示,硬态切削后工件表面均匀残余压应力,而磨削后工件的最大压应力主要集中在工件表面。

  刀具钝角半径越大,残余压应力值越大;工件硬度越高,残余压应力值越大。工件硬度对工件表面完整性的影响极大,工件硬度值越大,越有利于残余压应力的形成。

  影响硬态切削已加工表面质量的另一个重要因素是白层的形成。白层是伴随着硬态切削过程所形成的一种组织形态,它具有独特的磨损特性:一方面硬度高,耐蚀性好;另一方面又表现出较高脆性,易引起早起剥落失效,甚至形成工件加工之后放置一个阶段后开裂。在高刚性数控车床上采用陶瓷和PCBN刀具切削淬硬AISIE52100轴承钢时发现:工件表层和亚表层的组织状态发生变化,其微观组织由白色的未回火层和黑色的过回火层组成。

  目前将白层视为马氏体组织的观点得到一致认可,主要争议在于白层的精细结构。一种观点认为白层是相变的结果,是由材料在切削过程中被快速加热和骤然冷却而形成的晶粒细小的细晶马氏体组成。另一种观点认为白层的形成仅术语变形机制,只是由塑性变形而得到的非常规型马氏体。

  热处理行业、热加工常用DIAS红外测温仪

  德国DIAS红外测温仪有很大一部分可用于热处理、热加工行业的测温,以下按照不同的需求列举型号:

  1、按照低价格、性价比高的要求

  满足精度要求、价格低廉的选择为42系列红外测温仪,这个系列比目前市面上所有国外品牌的价格都低,而且精度都有保障。

  主要型号有:

  1.1 DT42L,-40~1000°C

  1.2 DG42N, 250~1800°C

  1.3 DS42N, 600~2500°C

  稍高价格、性价比更高的选择,请选择

  40系列红外测温仪中的DT40L、DG40N、DS40N 或

  44系列红外测温仪中的DT44L、DG44N、DS44N

  2、按照抗电磁干扰、价格低廉的准则选择

  光纤红外测温仪由于使用了光纤传输测温信号,可以抗电磁干扰。

  2.1 二线制光纤红外测温仪DGF40N,250~1800°C

  2.2 二线制光纤红外测温仪DSF40N,600~2500°C

  2.3 四线制光纤红外测温仪DGF44N,250~1800°C

  2.4 四线制光纤红外测温仪DSF44N,600~2500°C

  如果选择性价比更高的光纤红外测温仪,可选择11系列光纤红外测温仪。

  3、锻造铸造热处理用红外测温仪

  如果锻造铸造中油污、烟气、水、汽等影响测量视场,这时选择双色红外测温仪是很好的锻造、铸造测温的解决方法 :

  3.1 低价格、抗电磁干扰的光纤红外测温仪DSF44N,测温范围700~1800°C

  3.2 市面上性价比最高的的国外品牌双色红外测温仪DSR54N系列

  3.3 性价比更高的双色红外测温仪DSR56N系列

  1、一分为二:材料不同、设备不同、工艺参数不同,热处理后的组织和质量也不同。即使材料牌号、设备、工艺参数都相同,由于化学成分含量上下限、热处理温度上下限、保温时间上下限不同,热处理后的组织和质量也会不同。即使化学成分含量上下限、热处理温度上下限、保温时间上下限都相同,由于热处理前期的冷热加工的工艺、质量、组织等不同,热处理后的组织和质量也同样会不同。因此,出现问题后要具体问题具体分析,即要一分为二。

  2、两个图:Fe-C相图、C曲线。Fe-C相图是跟钢铁打交道的必备知识,C曲线是钢加热后冷却的组织转变图,这两个图是热处理基础的基础。只有把握住了这两个图,深入了解这两个图才有可能干热处理,热处理才能够入门。

  3、三个过程:即加热、保温、冷却这三个过程。这三个过程贯穿了所有的热处理工艺,这三个过程的好坏决定了最后热处理的质量好坏。这三个过程理解透彻了,热处理就算入门了。

  4、四把火:即退火、正火、淬火、回火。这四把火是最常规的热处理,这四把火烧的好坏,一定程度上反映了热处理水平。如果这四把火烧的好就是一个热处理技术员了。

  5、五个组织:即奥氏体、渗碳体、马氏体、贝氏体、珠光体。深刻理解了这五个组织的特点、组织形态、析出(形成)条件、性能等,热处理技术水平才能够得到提高。

  6、六大缺陷:即氧化、脱碳、过热、过烧、变形、开裂六大缺陷,其中在工作中最忌讳产生过烧和开裂缺陷,因为这两个缺陷是无法挽回的缺陷,其他四个也应该尽量避免,虽然能够弥补,但是明显增加了工作量和生产成本。搞热处理的能够避免或者减轻这六大缺陷就是一个合格的热处理工程师了。

  7、七个相变:珠光体转变为奥氏体(P→A)、奥氏体转变为珠光体(A→P)、奥氏体转变为索氏体(A→S)、奥氏体转变为屈(托)氏体(A→T)奥氏体转变为马氏体(A→M)、奥氏体转变为贝氏体(A→B)、马氏体转变为回火马氏体(M→M回)把握住这七个相变热处理就是高水平了。

  8、八大工艺:退火工艺、正火工艺、淬火工艺、回火工艺、表面淬火工艺、化学热处理工艺、真空热处理工艺、特种热处理工艺(激光、离子氮化、PCD、CVD、离子镀等)能够把握住这八大工艺,热处理就是专家啦!

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