热处理中容易出现哪些加热缺陷

发布者: 发布时间:2016/9/13 14:01:25 阅读:次 【字体:

    热处理是提高金属材料性能的一个重要工序,而热处理钟最关键的无疑是加热过程。如果在加热中出现失误,造成了加热缺陷,那么将会对金属性能造成严重影响,有时候甚至会造成无法挽回的损失。

热处理加热缺陷

  加热缺陷之一:过热

  对钢材料加热的温度过高或在高温下保温的时间过长,结果造成了奥氏体晶粒粗化,这种现象称为过热。奥氏体晶粒粗化会导致钢的脆性变高而韧性降低,增加了淬火时的变形开裂倾向,因而使零件的机械性能下降。炉温仪表的失控通常是造成过热的主要原因,一般的钢过热可以通过对过热组织的退火、正火或多次高温回火,使奥氏体晶粒重新细化。

  但有过热组织的钢材料,即便重新细化,仍然难免会存在一些粗大的颗粒状断口,这种现象称为断口遗传。这通常使因为过热时,有硫化锰之类的杂质溶入了奥氏体晶界面造成的。当钢受到冲击时,就容易沿粗大奧氏体晶界发生断裂。

  对具有粗大马氏体、贝氏体和魏氏体组织的钢材料重新进行奥氏体化热处理的时候,即便是用较慢的加热速度,将钢加热到常规的淬火温度,而且不发生过热,奥氏体晶粒仍然会显现出粗化的倾向,这种现象称为组织遗传性。采用中间退火或多次高温回火,可以消除粗大组织的遗传。

  加热缺陷之二:过烧

  加热温度过高除了会引起奥氏体晶粒粗大之外,还会造成另一个不好的结果——使晶界局部出现氧化或者是熔化。这种情况会导致金属的晶界弱化,性能发生严重的恶化,淬火时会形成龟裂,这种现象就称为过烧。由于过烧既包含物理过程,又掺杂着化学过程,一旦发生,金属组织就难以再恢复,因此只能报废。所以在热处理过程中,一定要避免加热温度过高而发生过烧现象。

  加热缺陷之三:脱碳和氧化

  钢材料有一定浓度的碳单质可以增强金属的硬度、疲劳强度和耐磨性。但在加热时,钢表层的碳由于直接接触到介质或气氛,所以会被其中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等物质氧化而发生化学反应,这就使钢表层中的碳浓度降低,表面硬度、疲劳强度和耐磨性受到影响,还会在钢表面造成残余拉应力集中,从而形成表面网状裂纹。这种现象称为脱碳。

  不只是钢表面的碳元素会被氧化,铁及合金也会被介质或气氛中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等物质氧化,而生成一层氧化物膜,这种现象称为氧化。高温工件氧化后尺寸精度和表面光亮度都会降低,具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。

  为防止脱碳和氧化现象的发生,钢件表面应该用不锈钢箔包装密封,采用盐浴炉或者火焰燃烧炉进行加热,并用净化后的惰性气体作为保护气氛。

  加热缺陷之四:氢脆现象

  高强度钢在富氢气氛中加热时会出现塑性和韧性降低的情况,这种现象称为氢脆。采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。已经出现氢脆的工件通过回火、时效等除氢处理可以消除氢脆。某些情况下,也可以利用氢脆现象达到特殊的加工目的,如合金的粉碎处理等。

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