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从设计的角度了解热处理
' m7 z4 K S w7 A: n1 M & X3 [5 i% k; `$ x. ~9 ^4 g% u
材料工艺-1
0 p Z) Y- f# c% ]* n( w8 ^4 N前 言 热处理是将金属材料放入特定的介质中加热，保温和冷却，来改变材料表面或内部的金相组织结构，来得到我们需要的材质特性。这是一门很深的学问，深究起来一本厚厚的书都写不全。落水三千，只取一瓢自己需要的，吃透了即可。作为机械工程师，我们只需要着重关注一些设计常用材料热处理知识就够了。 1了解各项热处理的 , J$ x' c; b8 l. m$ A, j
1 ]. u5 }5 P P1 O一、退火! G1 V9 |3 _* U: l/ m
工艺：将钢加热至适当温度——保温——炉冷
X/ n5 X' }4 a& q$ j$ ~目的：
. e& N0 S3 ^2 u- 降低硬度，提高塑性，为切削加工做准备
- 消除内应力
- 细化晶体，为后续热处理做准备- Z2 i2 I% x" P# i( q+ X
二、正火# X1 t2 ]( p+ W/ x$ P
工艺：将工件加热至Ac3以上30-50度——保温——取出空冷/喷水/吹风冷却。
# U0 m) h0 j; a( u% U( I7 r( i# d) F. ~$ n目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化。功能和退火有点类似，但还是有区别，后文会给出对比。! s& @& @! \/ i9 x; g4 F6 E- D
三、淬火; M' m3 a" F( ?( o8 W+ t
工艺：将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却
: c4 S3 T5 D6 q7 [目的：提高钢的强度，硬度，耐磨性，韧性，疲劳强度甚至铁磁性，耐腐蚀性" @$ |- _2 J8 A, g8 U; n
四、回火8 Y) j! P3 F: {! P9 ]* z* O! a9 Z3 D
工艺：工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷3 O% L4 p9 {" Y9 P
目的：
. j# z" g% z1 e% D' b" z# X# v- 清除淬火产生的应力
- 改善零件综合性能，调整工件的强度，硬度，塑性和韧性
- 稳定尺寸，保证精度
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五、调质9 F0 R% }4 ~2 X% e: B$ k
工艺：调质=淬火+高温回火
% o, |8 K" R) G5 |1 z目的：调节材料高强度和高韧性，获得综合性能好的零件
2 t0 ^+ \7 f- V) K六、表面渗碳/渗氮/氰化
: K, F2 f: C5 a D( B工艺：将工件加热——在零件表面渗入相应的原子
; b0 L0 `: Q* {' |, M$ C' H目的：获得表面硬度高，芯部韧性好的零件
X' G% k" Q5 _) d9 O& ^7 l三者区别：
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/ i7 ?' Q9 n5 g& K& [综合来看：渗碳和渗氮是各有特色，氰化相当于综合了二者的优点，缺点是渗层较薄，易产生黑色组织。( c5 [9 C/ q+ e8 \+ r" K& ^
七、发黑（发蓝）
0 s8 y; L) |+ V8 O! u) s/ N工艺：加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜
/ W$ z7 u. H) \+ q+ j目的：表面防腐蚀，防锈
* M! W/ n& l3 A0 A八、固溶处理
I/ p$ p9 \8 p* u工艺：将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却
; X0 F8 o4 f( _7 D% c此工艺有点像淬火，但是加热的温度不一样，得到的效果不一样。
4 D& z M, }) \) }) x0 r通俗讲法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥& K0 [$ m/ t2 e3 u8 n
目的：改善钢和合金钢的塑性，韧性% z8 ^+ a! G; q t+ _ d
九、时效处理
) z* b$ g2 i% k2 k; k1.人工时效
+ a9 a& _7 [7 H工艺：低温回火后，精加工前——加热材料至100-150度——保温5-20小时。
& ?% E2 u0 q( c* f/ L目的：稳定精密制件的尺寸，消除残余应力% _0 ]% p0 G2 y
2.自然时效5 {6 Z4 @4 L3 L9 _6 x( Z
工艺：工件在室温条件长时间放置
# s: H, @1 Y& L- U7 D' k* _2 p目的：释放残余应力，改善机械性能，稳定尺寸; e3 J% u. s, ~9 u8 ]2 Y% j' G
2弄清退火，正火和回火 - E# j9 d2 Y4 Q% R6 X
四把火中，淬火没的说，功能独一无二，最容易理解，但另外三把火看起来都差别不大，都是改善材质性能的作用，很容易搞混，简单区分如下：
/ O) ?; Q5 S; {- C/ o0 Q" ^2 Z- 退火，正火一般发生在切削和淬火前，但是对于性能要求不高的工件也可代替回火，作为最终热处理。
- 退火，正火在同样能达到要求的时候优先选择正火，因为正火成本低却效率高。3 l3 S# c) B0 ~
| 情况 | 预处理 | 原因 | | 低中碳钢（含碳量<0.45%） | 正火 | 二者都能达到要求，选正火 | | 高碳钢，合金钢 | 退火 | 若此处用正火，硬度太高，不利于切削 | | 形状复杂，尺寸大 | 退火 | 退火温柔，不易变形，开裂 | | 一般工件 | 正火 | 这一项是与第三项对比形成的 |
- 淬火后的加工件是不能直接使用的，脆性太大，易断，所以一般都会进行回火，或者如第一点说的正火或退火+ E7 |" y1 ~6 _, D6 X+ K; Z
3如何选择热处理硬度
$ {3 t- z# y( @, ^- 根据载荷种类考虑
# Q) s' C+ |4 _% ?. Q| 承受均匀静载荷（工件无应力集中缺口） | 硬度越高，强度越高，可根据载荷大小，选择较高的硬度或与强度相适应的硬度(缺口一般是指槽、沟或断面变化很大) | | 承受均匀静载荷（工件有应力集中缺口） | 需要较高的塑性，使其在承载情况下，应力分布趋于均匀，减少应力集中现象，只能具有适当的硬度。如工作情况下不允许降低硬度，则可用滚压等表面强化处理，改善应力分布 | | 承受冲击、疲劳应力的零件 | 1.冲击不大时，一般可用中碳钢全部淬硬 | 2.冲击力较大，一般用中碳钢全部淬硬，或表面淬硬； | 3.冲击力和疲劳应力都大时，一般是表面淬硬 |
- 根据速度和精度考虑% _! V) T8 i% q, J
| 高速或高精度 | 一般要求硬度50～62HRC，但如果轴径太大，虽然转速很高(3000r/min)，这个不可能淬到很高的硬度(一般只能达220HB左右)，便不能一律要求高速度高硬度，而要通过降低配合件的硬度和其他措施来处理 | | 中速 | 一般采用中硬度40～45HRC | | 低速 | 一般采用低硬度，正火或调质硬度220～260HB |
- 若俩零件摩擦，二者硬度应该有差，一硬一软，更耐磨5 g, Q1 s7 O* Z2 g( V) i
| 举例一：传动齿轮 | 小齿轮齿面硬度一般比大齿轮齿面硬度高25～40HB | | 举例二：螺母与螺栓 | 螺母材料比螺栓低一级，硬度低20～40HB(可以避免咬死和减少磨损) |
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4常用材质热处理
4 d/ Q; N0 O) V- ^6 ~2 t0 m3 W( Q1 Q * p/ K) Y2 r* o- z% {
( t- l' v$ k8 I. S7 q( ~ ) a- }, a, W3 O6 F. S
5热处理标注方式参考 7 D% ^) f: R$ L# r2 s
- 要求硬度检测的标法
5 f$ Q8 e. V; F2 _; u9 u8 g* e4 i! p9 y9 D 9 q9 f: _! Q& c3 r. L& d
 - 局部热处理标注
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! ~( }5 s( t# f& c: n
# ^: N8 m& J# t% ~: \, r0 v3.表面处理的标法
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# N3 F1 E' k$ E& i4.渗碳/渗氮/氰化" S& p) Q6 s3 O$ ]# J& X! e6 Z& }
 $ w7 q A" {0 d5 c# f3 I3 s
 6 @$ q, V# M# A: _& ~; I
 + }, S! h1 K6 o: z' {
5.技术要求写法参考6 z6 T4 v! ?" b+ }2 b3 _: M
8 `. O6 R/ a! M. @. `- f$ B
 * ]: z' @6 K/ H j$ |9 l& R1 w
6.整张图纸参考
+ S1 d9 b" ^- l+ i9 H3 Q
7 a' a$ g1 s% l0 j7 {
h# o7 M; u8 j2 Q上图俩份图纸来源网络，主要用来参考热处理的标注，其实并不完整，请勿计较。! D! `2 y$ n% q! e
说明
9 i& ^, y! Y' A" u" [说明：本篇热处理是网友巴黎铁塔急切想了解的，所以提前更新一篇工艺类文章。若各位朋友还有什么需要提前看到的内容，可以给我留言，我会安排尽快更新相应的文章。
* u. K X @8 z8 C2 [5 T/ x好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。 7 B3 [: F# n$ ~: [' m
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发表于 2017-5-28 22:53:59
