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金屬熱處理變形的關鍵因素分析
時間:2014-12-24 20:14:51

    什么是金屬熱處理工藝?

    金屬熱處理工藝是采用適當的方式將固態金屬或合金進行加熱、保溫和冷卻處理,使金屬合金內部的組織和結構發生改變,從而獲得改善材料性能的工藝。

    金屬在熱處理的過程中難免會出現變形的現象,導致變形最關鍵的因素是溫度。

    工業上實際應用的熱處理工藝形式非常多,但是它們的基本過程都是熱作用過程,都是由加熱、保溫和冷卻三個階段組成的。整個工藝過程都可以用加熱速度、加熱溫度、保溫時間、冷卻速度以及熱處理周期等幾個參數來描述。在熱處理工藝中,要用到各種加熱爐,金屬熱處理便在這些加熱爐中進行(如基本熱處理中的退火、淬火、回火、化學熱處理的滲碳、滲氨、滲鋁、滲鉻或去氫、去氧等等)。因此,加熱爐內的溫度測量就成為熱處理的重要工藝參數測量。每一種熱處理工藝規范中,溫度是很重要的內容。如果溫度測量不準確,熱處理工藝規范就得不到正確的執行,以至造成產品質量下降甚至報廢。溫度的測量與控制是熱處理工藝的關鍵,也是影響變形的關鍵因素。

    (1)工藝溫度降低后工件的高溫強度損失相對減少,塑性抗力增強。這樣工件的抗應力變形、抗淬火變形、抗高溫蠕變的綜合能力增強,變形就會減少;

    (2)工藝溫度降低后工件加熱、冷卻的溫度區間減少,由此而引起的各部位溫度不一致性也會降低,由此而導致的熱應力和組織應力也相對減少,這樣變形就會減少;

    (3)如果工藝溫降低、且熱處理工藝時間縮短,則工件的高溫蠕變時間減少,變形也會減少。

    減小熱處理變形需要合理的熱處理工藝。例如經熱處理后的20CrNi2MoA鋼齒圈齒表面、齒心部硬度及有效硬化層深度均達到要求。在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等溫處理的硬度梯度結果相近,未經球化退火的齒輪的硬度較前兩個低。這是因為球化退火可使淬火后滲層表面殘留奧氏體量減少,從而提高了齒表面硬度,因此20CrNi2MoA鋼齒圈滲碳后應采用球化退火工藝,同時為減小熱處理變形,在650℃球化退火效果更好。


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