553638338 发表于 2017-5-28 22:53:59

专为机械工程师编写的热处理知识

从设计的角度了解热处理http://pic.bcdn.96weixin.com/upload/image2/editor/20170518/1495120892491177.jpg      

材料工艺-1
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

一、退火
工艺:将钢加热至适当温度——保温——炉冷
目的:

[*]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
二、正火
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。
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。
三、淬火
工艺:将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却
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
四、回火
工艺:工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷
目的:

[*]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
五、调质
工艺:调质=淬火+高温回火
目的:调节材料高强度和高韧性,获得综合性能好的零件
六、表面渗碳/渗氮/氰化
工艺:将工件加热——在零件表面渗入相应的原子
目的:获得表面硬度高,芯部韧性好的零件
三者区别:
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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。
七、发黑(发蓝)
工艺:加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜
目的:表面防腐蚀,防锈
八、固溶处理
工艺:将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却
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。
通俗讲法:冰糖+米+水,不蒸煮,米和冰糖不溶,蒸煮后得到甜粥
目的:改善钢和合金钢的塑性,韧性
九、时效处理
1.人工时效
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。
目的:稳定精密制件的尺寸,消除残余应力
2.自然时效
工艺:工件在室温条件长时间放置
目的:释放残余应力,改善机械性能,稳定尺寸
2弄清退火,正火和回火
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:

[*]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。

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
3如何选择热处理硬度

[*]根据载荷种类考虑

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

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

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)

4常用材质热处理
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5热处理标注方式参考

[*]要求硬度检测的标法
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[*]局部热处理标注
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3.表面处理的标法
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4.渗碳/渗氮/氰化
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5.技术要求写法参考

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6.整张图纸参考
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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。
说明
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。
好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。



17567410 发表于 2017-5-29 07:41:51

收藏

刘永青87 发表于 2017-5-29 08:20:59

昨天晚上在今日头条里看到这文章,说得很好,看完并收藏。

金胖子 发表于 2017-5-29 08:21:51

学习了

机器人99 发表于 2017-5-29 10:38:22

学习了 谢谢楼主分享!

冷月梧桐 发表于 2017-5-29 10:38:49

这个好的东西,居然没有下载,不科学呀

书中日月长 发表于 2017-5-29 12:57:29

收藏了,谢谢分享

梦寒 发表于 2017-5-29 13:50:13

好。

空白格007 发表于 2017-5-29 16:32:18

感谢,已经收藏

SKSYJ 发表于 2017-5-29 17:38:59

好帖子已收藏
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