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金属热处理变形的关键因素分析
时间:2014-12-24 20:14:51

    什么是金属热处理工艺?

    金属热处理工艺是采用适当的方式将固态金属或合金进行加热、保温和冷却处理,使金属合金内部的组织和结构发生改变,从而获得改善材料性能的工艺。

    金属在热处理的过程中难免会出现变形的现象,导致变形最关键的因素是温度。

    工业上实际应用的热处理工艺形式非常多,但是它们的基本过程都是热作用过程,都是由加热、保温和冷却三个阶段组成的。整个工艺过程都可以用加热速度、加热温度、保温时间、冷却速度以及热处理周期等几个参数来描述。在热处理工艺中,要用到各种加热炉,金属热处理便在这些加热炉中进行(如基本热处理中的退火、淬火、回火、化学热处理的渗碳、渗氨、渗铝、渗铬或去氢、去氧等等)。因此,加热炉内的温度测量就成为热处理的重要工艺参数测量。每一种热处理工艺规范中,温度是很重要的内容。如果温度测量不准确,热处理工艺规范就得不到正确的执行,以至造成产品质量下降甚至报废。温度的测量与控制是热处理工艺的关键,也是影响变形的关键因素。

    (1)工艺温度降低后工件的高温强度损失相对减少,塑性抗力增强。这样工件的抗应力变形、抗淬火变形、抗高温蠕变的综合能力增强,变形就会减少;

    (2)工艺温度降低后工件加热、冷却的温度区间减少,由此而引起的各部位温度不一致性也会降低,由此而导致的热应力和组织应力也相对减少,这样变形就会减少;

    (3)如果工艺温降低、且热处理工艺时间缩短,则工件的高温蠕变时间减少,变形也会减少。

    减小热处理变形需要合理的热处理工艺。例如经热处理后的20CrNi2MoA钢齿圈齿表面、齿心部硬度及有效硬化层深度均达到要求。在650℃球化退火后的硬度梯度和740℃球化+680℃等温处理的硬度梯度结果相近,未经球化退火的齿轮的硬度较前两个低。这是因为球化退火可使淬火后渗层表面残留奥氏体量减少,从而提高了齿表面硬度,因此20CrNi2MoA钢齿圈渗碳后应采用球化退火工艺,同时为减小热处理变形,在650℃球化退火效果更好。


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