調(diào)質(zhì)處理
調(diào)質(zhì)即淬火和高溫回火的綜合熱處理工藝。調(diào)質(zhì)件大都在比較大的動載荷作用下工作,它們承受著拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)或剪切的作用,有的表面還具有摩擦,要求有一定的耐磨性等等?傊,零件處在各種復(fù)合應(yīng)力下工作。這類零件主要為各種機(jī)器和機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)件,如軸類、連桿、螺栓、齒輪等,在機(jī)床、汽車和拖拉機(jī)等制造工業(yè)中用得很普遍。尤其是對于重型機(jī)器制造中的大型部件,調(diào)質(zhì)處理用得更多.因此,調(diào)質(zhì)處理在熱處理中占有很重要的位置。
在機(jī)械產(chǎn)品中的調(diào)質(zhì)件,因其受力條件不同,對其所要求的性能也就不完全一樣。一般說來,各種調(diào)質(zhì)件都應(yīng)具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能,即高強(qiáng)度和高韌性的適當(dāng)配合,以保證零件長期順利工作。
在強(qiáng)度方面,調(diào)質(zhì)件應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度(σb)和疲勞強(qiáng)度(σ-1)使零件在工作中不致因外加載荷作用而產(chǎn)生過量塑性變形或斷裂而失效。
在韌性方面,應(yīng)具有較高的沖擊韌度,具有一定的塑性和較小的脆性破壞傾向,零件在塑性變形過程中有較高的應(yīng)力重新分布能力,以防止因沖擊震動或應(yīng)力集中而引起砧壞。對于某些工作條件的調(diào)質(zhì)件,還要具有較高的耐磨性、耐蝕性,這就需要再進(jìn)行化學(xué)熱處理或表面熱處理。
根據(jù)零件工作條件和為保證零件的性能要求,如確定選用調(diào)質(zhì)處理時,首先要考慮調(diào)質(zhì)件用鋼的問題.通常下列幾點必須予以注意:
1.在力學(xué)性能方面,鋼材經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,性能應(yīng)能達(dá)到零件要求的性能指標(biāo)。根據(jù)大多數(shù)調(diào)質(zhì)件對力學(xué)性能要求來看,其性能指標(biāo)在如下范圍內(nèi)。
σb : 600一1200MPa。
σs : 320—800 MPa。。
σs/σb :50—60%
σ-1 : 380—620MPa。
δ : 10一20%
ψ : 40一50%
布氏硬度 170—320HB
2.在工藝性能方面,除應(yīng)具有良好的鍛造性和切削加工性以外,最重要的是淬透性。因為鋼的性能決定于鋼的組織,而鋼的組織又與其淬透性有直接關(guān)系。實踐證明,完全淬透適當(dāng)回火后,鋼具有最好的綜合力學(xué)性能。當(dāng)零件完全淬透時,不論碳鋼或合金鋼,要回火到相同的硬度,其抗拉強(qiáng)度,屈服強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度也基本相同。
若鋼的淬透性過小,淬火時不能淬透,組織中除馬氏體外,只有托氏體時,高溫回火后以得到回火索氏體組織,鋼的性能下降尚不甚顯著。但當(dāng)含有珠光體、鐵素體時,鋼的性能就急劇下降,疲勞強(qiáng)度和沖擊韌度最為敏感,屈服強(qiáng)度下降也比較大。
所以對于調(diào)質(zhì)鋼來講,加入合金元素主要是為了提高鋼件的淬透性。
零件對淬透深度的要求是不一致的,應(yīng)視零件具體要求而定。例如承受扭轉(zhuǎn)彎曲的零件,從受力條件分析,表面處應(yīng)力最大,向里逐漸減小,在這種情況下就不要求完全淬透,盲目追求淬透性就會造成優(yōu)質(zhì)鋼材浪費和成本的提高。
調(diào)質(zhì)鋼應(yīng)具有較高的回火穩(wěn)定性,以便零件可以在較高的溫度下回火,充分消除應(yīng)力,提高鋼的韌性和塑性,而不失去規(guī)定的硬度和強(qiáng)度。
調(diào)質(zhì)處理應(yīng)用甚廣,因此,以上的原則只能是個參考,還需根據(jù)具體情況作具體分析。
常用鋼的調(diào)質(zhì)處理參考表:
常用鋼的調(diào)質(zhì)處理規(guī)范
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