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鍛件熱處理知識
調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理,其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。
調質處理:淬火后高 溫回火的熱處理方法稱為調質處理。高溫回火是指在500-650℃之間進行回火。調質可以使鋼的性能,材質得到很大程度的調整,其強度、塑性和韌性都較 好,具有良好的綜合機械性能。調質處理后得到回火索氏體。回火索氏體(tempered sorbite)是馬氏體于回火時形成的,在在光學金相顯微鏡下放大500~600倍以上才能分辨出來,其為鐵素體基體內分布著碳化物(包括滲碳體)球粒 的復合組織。它也是馬氏體的一種回火組織,是鐵素體與粒狀碳化物的混合物。此時的鐵素體已基本無碳的過飽和度,碳化物也為穩定型碳化物。常溫下是一種平衡 組織。
二、調質應用實例: 45鋼的調質
調質常常應用在中碳(低合金)結構鋼,也用在低合金鑄鋼中。總之對力學要求高的結構零部件都要進 行調質處理。 (hardening and tempering;thermal refining) 金屬材料熱處理工藝之一。材料在淬火后高溫回火叫調質處理。目的是使鋼件有很高的韌性和足夠的強度,具有綜合的優良機械性能。例如立軸、絲杠、齒輪等。一 般是在零件加工后進行,也可將粗坯調質后再進行機械加工。
45鋼的調質 
45鋼是中碳結構鋼,冷熱加工性能都不錯,機械性能較好,且價格 低、來源廣,所以應用廣泛。它的最大弱點是淬透性低,截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。45鋼淬火溫度在A3+(30~50)℃,在實際操作中,一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,表面氧化減少,且能提高工效。為使 工件的奧氏體均勻化,就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大,就需適當延長保溫時間。不然,可能會出現因加熱不均勻造成硬度不足的現象。但保溫時間過 長,也會也出現晶粒粗大,氧化脫碳嚴重的弊病,影響淬火質量。我們認為,如裝爐量大于工藝文件的規定,加熱保溫時間需延長1/5。
因為45鋼淬透 性低,故應采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后,應該淬透,但不是冷透,如果工件在鹽水中冷透,就有可能使工件開裂,這是因為當工件冷卻到 180℃左右時,奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。因此,當淬火工件快冷到該溫度區域,就應采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握,須憑經 驗操作,當水中的工件抖動停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜動不宜靜,應按照工件的幾何形狀,作規則運動。靜止的冷卻介質加上靜止的 工件,導致硬度不均勻,應力不均勻而使工件變形大,甚至開裂。45鋼調質件淬火后的硬度應該達到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就說明工件未得到完全淬火,組織中可能出現索 氏體甚至鐵素體組織,這種組織通過回火,仍然保留在基體中,達不到調質的目的。
45鋼淬火后的高溫回火,加熱溫度通常為560~600℃,硬度要 求為HRC22~34。因為調質的目的是得到綜合機械性能,所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的,就要按圖紙要求調整回火溫度,以保證硬度。如有些軸 類零件要求強度高,硬度要求就高;而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件,因調質后還要進行銑、插加工,硬度要求就低些。關于回火保溫時間,視硬度要求和工件大小 而定,我們認為,回火后的硬度取決于回火溫度,與回火時間關系不大,但必須回透,一般工件回火保溫時間總在一小時以上。
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