钢的热处理概述

涵盖的主题

介绍

为什么热处理?

软化过程

硬化过程

热化学过程

基本面

淬透性

介绍

钢在工程材料领域的主导地位归功于其对热处理的反应能力,以及在生产规模上以经济成本提供适当性能的能力。欧洲杯足球竞彩

通过热处理形成的性能的一致性和可再现性。

为什么?热处理?

钢可以软化、硬化,并通过热处理改变其表面性能。

软化过程

退火和正火,降低硬度,细化晶粒尺寸,提高机加工性能。因此,它们的主要用途是使进一步的处理操作更容易或可能。

硬化过程

硬化(淬火)和回火,形成适当的体积和表面性能。其主要用途是使零件适合最终用途或目的。

的Thermoch化学过程

渗碳、渗氮和渗硼用于开发特定的表面性能,再次使零件适合最终用途或目的。

基本面

所有的钢都是铁和碳的合金,同时加入其他合金元素以赋予特殊的性能。热处理反应的控制是向钢中添加合金元素的主要原因。

对热行为及其伴随的微观结构变化的认识对于理解热处理和由此产生的机械性能至关重要。

这些曲线描述了奥氏体分解为铁素体和渗碳体或马氏体随时间和温度的变化。它们是现代热处理的科学基础,存在于所有商业可用的钢中。

图1显示了理想的TTT曲线。图中,A代表奥氏体,F代表铁素体,C代表渗碳体。M代表马氏体。As为奥氏体/铁素体相变温度,Ms为马氏体相变起始温度。

图1。纯碳钢的理想TTT曲线。

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从X点开始以不同速率冷却,即高于As温度,将在钢中形成非常不同的微观结构,从而形成不同的性能。

当钢按照曲线1快速冷却,在不到约1秒的时间内低于520°C的“前端温度”时,它将在Ms温度下开始转变为马氏体。据说这种方法使钢变硬。

马氏体是一种坚固、坚硬但易碎的结构。回火后,可增加韧性并降低脆性,在整个工程中得到广泛应用。

相反,如果钢冷却非常缓慢(曲线2),则奥氏体转变为铁素体和渗碳体,从而形成更软的结构。

总之,奥氏体相的冷却速度是最终组织和性能的主要决定因素。

淬透性

所有钢材的TTT曲线形状基本相同。

合金元素显著影响As和Ms温度,并使“机头”的位置向右移动。这将使较慢的冷却速率“错过了机头”,并仍然允许转变为马氏体。在冶金术语中,这被描述为增加了淬透性。

提高淬透性有两个重要的实际效果。可采用不太剧烈的淬火来达到马氏体,从而淬火。因此降低了淬火开裂和变形的风险。

由于截面中心的冷却速度总是比边缘慢,因此较厚的截面可以硬化。在合金元素含量足够的情况下,“尖头”可以向右移动很远,以便空气冷却时可以转变为马氏体。这种钢,许多是工具钢,被称为空气硬化。

某些合金元素,如镍、锰和氮,单独或集体且数量充足时,可将As温度降低至室温以下,使钢在室温下呈奥氏体(因此不淬硬或无磁性)。

主要作者:史蒂夫·哈默

资料来源:材料信欧洲杯足球竞彩息处

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