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摘要:在如今高速发展的社会生活中,钢是我们不可缺少的材料,为了让其达到人们预期的性能和要求,对其进行热处理,同时也产生一些缺陷,如果不采取防止措施,会造成钢制零件的报废。因此我们有必要浅析其中原因,及其采取的措施。
关键词:热处理;缺陷;措施
钢在高温下的化学作用或加热温度及加热速度选择不当,以及裝炉不当等,都是可以使工件在加热时产生各种缺陷甚至导致报废。下面根据笔者多年的工作经验,浅析一下常见的几种缺陷及应对措施。
一、氧化和脱碳
氧化是指钢表面的铁被氧化成氧化铁,钢被氧化的结果,不仅是金属材料被烧损,使工件不光洁,而且影响了工件的机械性能、切削性能、腐蚀性能。
脱碳是指钢表面的碳被氧化成CO、CH4等气体,使钢的表面的含碳量降低。
氧化使钢制工件表面烧损,影响工件尺寸和光沽度。脱碳使工件表面碳贫化从而导致工件淬火硬度或耐磨性降低,严重的氧化脱碳会造成工件报废。
对需要控制氧化和脱碳的工件,可采用下列措施。
1控制加热温度和加热时间。在保证工件淬火硬度和组织的前提下,尽量采用较低的加热温度,并采用最短的加热时间。
2采用盐炉加热。
3采用保护气氛或可控气氛加热。
此外,加热时将工件装入有保护剂的铁箱中或涂上保护涂料,也有一定的防氧化脱碳的效果。
二、过热和过烧
加热温度过高,或在高温下加热时间过长,引起奥氏体晶粒粗化,淬火后得到粗针状马氏体的现象,称过热。过热会增加钢的脆性,容易造成淬火开裂。过热可以返修,返修前需进行一次细化组织的正火或退火,再按正确的方法重新淬火。
如果加热温度太高,以致奥氏体晶界出现了熔化和氧化现象,称过烧。过烧组织晶粒极为粗大,晶界有氧化物网络,钢的性能急剧下降,这种缺陷无法挽救,工件只能报废。
三、淬火硬度不够
硬度不够是指整个工件或较大区域内硬度达不到技术要求。其原因如下:
1欠热 造成的原因是加热温度过低或保温时间不足,工艺错误,控温系统失灵,装炉量太多使各层工件温度不均。
2过热 过共析钢因过热奥氏体溶有过量的碳和合金元素,使Ms点大为降低,以致淬火后残留大量的奥氏体而降低硬度。
3冷却却速度不够 在淬火过程中,因速度不够而发生奥氏体珠光体的转变。造成的原因有冷却介质选择不当,冷却介质温度过高或工件尺寸太大等。
四、软点
工件上硬度不足的小区域称为软点。软点往往是工件磨损或疲劳损坏的中心,重要工件上不允许存在软点。造成软点的原因:
1 原材料的缺陷 钢中存在大块铁素体或带状组织。
2 欠热 因加热温度不够或保温时间不足,使奥氏体成分不均匀,或者亚共析钢中铁素体未全部溶入奥氏体。
3 冷却不均 工件在介质中冷却移动不充分,冷却不均匀,使局部小区域发生高温转变而形成软点。
五、变形与开裂
变形与开裂是淬火中常见的一种疵病。因此最大限度地减小工件的变形和防止开裂是一个必须注意的问题。
导致淬火变形或开裂的原因是淬火过程中产生的内应力。变形和开裂不仅与淬火的工艺有关,而且还和工件的设计与选材、预先热处理、冷热加工的配合等相关,只有综合考虑这几方面的因素,采取相应的措施,才能取得良好的效果。生产中主要从以下几个方面来考虑:
1 合理的设计零件
2 正确制定预先热处理工艺
3 冷热加工配合要协调
六、回火缺陷
1 硬度不合够 回火后硬度过高一般是回火不充分所造成的。补救的办法是按正常回火规范重新回火。回火后硬度不足,主要原因是回火温度过高造成的,补救措施是重新淬火并按规范回火。
2 韧性过低 在第一类回火脆性区回火或具有第二类回火脆性敏感的钢材,回火后未进行快冷,都会使工件回火后的脆性增加。补救措施是:对第一类回火脆性区进行回火的工件,按返修规范重新淬火并避免该脆性区进行回火;对应在第二类回火脆性区回火而未快泠的工件,可采用稍高的温度进行短时的回火并快冷。
结语:
以上是钢制零件在热处理过程中,经常出现的缺陷情况,只要我们采用合理的热处理工艺,规范地操作,以上缺陷大为降低,使产品质量得到更好的提高。
参考文献:
[1]《热处理手册》中国机械工程学会热处理学会编,机械工业出版社,2008
[2]《热处理工艺学》 顾应安,机械工业出版社,2002
作者简介:桂德祥(1969.08一)江西南昌,工作单位:江西有色地质测试研究院,从事热处理工艺工作。
关键词:热处理;缺陷;措施
钢在高温下的化学作用或加热温度及加热速度选择不当,以及裝炉不当等,都是可以使工件在加热时产生各种缺陷甚至导致报废。下面根据笔者多年的工作经验,浅析一下常见的几种缺陷及应对措施。
一、氧化和脱碳
氧化是指钢表面的铁被氧化成氧化铁,钢被氧化的结果,不仅是金属材料被烧损,使工件不光洁,而且影响了工件的机械性能、切削性能、腐蚀性能。
脱碳是指钢表面的碳被氧化成CO、CH4等气体,使钢的表面的含碳量降低。
氧化使钢制工件表面烧损,影响工件尺寸和光沽度。脱碳使工件表面碳贫化从而导致工件淬火硬度或耐磨性降低,严重的氧化脱碳会造成工件报废。
对需要控制氧化和脱碳的工件,可采用下列措施。
1控制加热温度和加热时间。在保证工件淬火硬度和组织的前提下,尽量采用较低的加热温度,并采用最短的加热时间。
2采用盐炉加热。
3采用保护气氛或可控气氛加热。
此外,加热时将工件装入有保护剂的铁箱中或涂上保护涂料,也有一定的防氧化脱碳的效果。
二、过热和过烧
加热温度过高,或在高温下加热时间过长,引起奥氏体晶粒粗化,淬火后得到粗针状马氏体的现象,称过热。过热会增加钢的脆性,容易造成淬火开裂。过热可以返修,返修前需进行一次细化组织的正火或退火,再按正确的方法重新淬火。
如果加热温度太高,以致奥氏体晶界出现了熔化和氧化现象,称过烧。过烧组织晶粒极为粗大,晶界有氧化物网络,钢的性能急剧下降,这种缺陷无法挽救,工件只能报废。
三、淬火硬度不够
硬度不够是指整个工件或较大区域内硬度达不到技术要求。其原因如下:
1欠热 造成的原因是加热温度过低或保温时间不足,工艺错误,控温系统失灵,装炉量太多使各层工件温度不均。
2过热 过共析钢因过热奥氏体溶有过量的碳和合金元素,使Ms点大为降低,以致淬火后残留大量的奥氏体而降低硬度。
3冷却却速度不够 在淬火过程中,因速度不够而发生奥氏体珠光体的转变。造成的原因有冷却介质选择不当,冷却介质温度过高或工件尺寸太大等。
四、软点
工件上硬度不足的小区域称为软点。软点往往是工件磨损或疲劳损坏的中心,重要工件上不允许存在软点。造成软点的原因:
1 原材料的缺陷 钢中存在大块铁素体或带状组织。
2 欠热 因加热温度不够或保温时间不足,使奥氏体成分不均匀,或者亚共析钢中铁素体未全部溶入奥氏体。
3 冷却不均 工件在介质中冷却移动不充分,冷却不均匀,使局部小区域发生高温转变而形成软点。
五、变形与开裂
变形与开裂是淬火中常见的一种疵病。因此最大限度地减小工件的变形和防止开裂是一个必须注意的问题。
导致淬火变形或开裂的原因是淬火过程中产生的内应力。变形和开裂不仅与淬火的工艺有关,而且还和工件的设计与选材、预先热处理、冷热加工的配合等相关,只有综合考虑这几方面的因素,采取相应的措施,才能取得良好的效果。生产中主要从以下几个方面来考虑:
1 合理的设计零件
2 正确制定预先热处理工艺
3 冷热加工配合要协调
六、回火缺陷
1 硬度不合够 回火后硬度过高一般是回火不充分所造成的。补救的办法是按正常回火规范重新回火。回火后硬度不足,主要原因是回火温度过高造成的,补救措施是重新淬火并按规范回火。
2 韧性过低 在第一类回火脆性区回火或具有第二类回火脆性敏感的钢材,回火后未进行快冷,都会使工件回火后的脆性增加。补救措施是:对第一类回火脆性区进行回火的工件,按返修规范重新淬火并避免该脆性区进行回火;对应在第二类回火脆性区回火而未快泠的工件,可采用稍高的温度进行短时的回火并快冷。
结语:
以上是钢制零件在热处理过程中,经常出现的缺陷情况,只要我们采用合理的热处理工艺,规范地操作,以上缺陷大为降低,使产品质量得到更好的提高。
参考文献:
[1]《热处理手册》中国机械工程学会热处理学会编,机械工业出版社,2008
[2]《热处理工艺学》 顾应安,机械工业出版社,2002
作者简介:桂德祥(1969.08一)江西南昌,工作单位:江西有色地质测试研究院,从事热处理工艺工作。