钢铁产品为什么要进行热处理
2023-08-18
热处理的作用是改善材料的机械性能，消除残余应力，提高金属的可加工性。根据热处理的不同目的，热处理工艺可分为初步热处理和最终热处理两大类。
1.初步热处理
预备热处理的目的是提高加工性能，消除内应力，为最终热处理准备良好的金相组织。其热处理工艺包括退火、正火、时效、回火等。
(1) 退火和正火
退火和正火用于热加工毛坯。碳素钢和含碳量大于0.5% 的合金钢为了降低硬度，容易切削，常进行退火处理; 碳素钢和含碳量小于0.5% 的合金钢，避免硬度过低时粘刀。并使用规范化治疗。退火和正火仍然可以细化晶粒和均匀的结构，并为随后的热处理做准备。退火和正火通常安排在毛坯制造之后和粗加工之前。
(2) 老化处理
时效处理主要用于消除毛坯制造和机械加工中产生的内应力。
为了避免过多的运输工作量，对于一般精度的零件，在精加工之前安排一次时效处理就足够了。但是，对于精度要求较高的零件 (例如夹具镗床的箱体等)，应安排两个或几个时效处理程序。简单的零件一般不需要老化处理。
除铸件外，对于一些刚性差的精密零件 (如精密螺杆)，为了消除加工时产生的内应力，稳定零件的加工精度，往往在粗加工和半精加工之间安排多次时效处理。部分轴类零件进行加工，矫直工序后也安排了时效处理。
(3) 调理
淬火回火是淬火后的高温回火。它可以获得均匀且精细的回火索氏体结构，这是在表面淬火和氮化处理过程中减少变形的准备。因此，淬火和回火也可以用作初步热处理。
由于调质零件的综合机械性能较好，因此对于某些不需要高硬度和耐磨性的零件，它也可以用作最终的热处理工艺。
2.最终热处理
最终热处理的目的是改善机械性能，例如硬度，耐磨性和强度。
(1) 淬火
淬火有表面淬火和整体淬火。其中，表面淬火因其变形小、氧化脱碳等优点而被广泛应用，表面淬火还具有外强度高、耐磨性好等优点，同时保持了良好的内韧性和较强的抗冲击性。为了改善表面硬化零件的机械性能，通常需要进行淬火回火或正火等热处理作为初步热处理。它的一般工艺路线是: 下料 -- 锻造 -- 正火 (退火) -- 粗加工 -- 淬火回火 -- 半精加工 -- 表面淬火 -- 精加工。
(2) 渗碳淬火
渗碳淬火适用于低碳钢和低合金钢。首先，增加了零件表面层的碳含量。淬火后，表面层获得较高的硬度，而核心部分仍保持一定的强度和较高的韧性和塑性。渗碳分为整体渗碳和局部渗碳。局部渗碳时，应对未渗碳部位采取防渗措施 (镀铜或防渗材料镀层)。由于渗碳和淬火变形大，渗碳深度一般在0.5至2毫米之间，因此渗碳过程一般安排在半精整和精整之间。
工艺路线一般为: 下料-锻造-正火-粗半精加工-渗碳和淬火-精加工。
当局部渗碳部分的非渗碳部分采用增加余量后去除多余渗碳层的工艺方案时，去除多余渗碳层的工艺应安排在渗碳后、淬火前。
(3) 氮化处理
氮化是将氮原子渗入金属表面，得到一层含氮化合物的过程。渗氮层可以提高零件表面的硬度、耐磨性、乏力强度和耐腐蚀性。由于氮化处理温度低，变形小，氮化层薄 (一般不超过0.6 ~ 0.7毫米)，氮化过程应尽可能晚点安排。阈值Qi线应力消除高温回火
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