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从设计的角度了解热处理
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0 }. C; v0 x8 C$ w% u) e6 N* ~( u材料工艺-1
' f$ j+ w7 j7 r& \& Q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
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一、退火
o; n! d G( ?( I/ i工艺：将钢加热至适当温度——保温——炉冷
" B C U, b8 S+ `; O1 S( V4 I目的：
. N) O4 ]) I/ |, B0 a# f2 `1 F- 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
: ]9 l5 ~5 B0 U1 ?2 M, W4 r3 o) E
二、正火0 S' d/ D' c, ^" E2 m. |9 N @% j2 F
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。9 j3 K$ D( |' E$ s, |
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。
) V- d( u) x1 I( o. Q& Z. \7 D% c/ [三、淬火/ O$ ~+ Q5 M( y
工艺：将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却. b: O+ @# i0 X1 b6 L7 b( h
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$ D/ B0 S: C g, @3 v" d
四、回火
* V3 E- Z/ A2 W/ |6 m6 d2 a+ Q工艺：工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷9 E7 }. [3 q. d2 G u
目的：% o. f# P) F4 E2 N
- 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
. [5 p$ O/ P7 D1 `
五、调质
- t6 p2 I4 H* k$ z% s工艺：调质=淬火+高温回火
; l. [. p# U$ \$ z! J$ L目的：调节材料高强度和高韧性，获得综合性能好的零件8 f' L! P% |0 J6 [' T
六、表面渗碳/渗氮/氰化
- n% G$ B9 D: `工艺：将工件加热——在零件表面渗入相应的原子
% m8 [' n# ?1 t# ?6 n/ ?% u# r( P目的：获得表面硬度高，芯部韧性好的零件
0 E, z) a2 \! d; R三者区别：
8 K- I- `. Y4 I @6 f $ v6 Q* B0 E& p( h: \
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。+ W [7 h* j$ ^) K! C- m# f
七、发黑（发蓝）1 f o6 g, U+ ?; m% x7 i; B& i
工艺：加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜1 Z% V$ |# k" ^
目的：表面防腐蚀，防锈 ~! u) w5 a+ U3 z$ a: k* A2 W
八、固溶处理4 s, j3 G; F3 T; O. E5 n
工艺：将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却 3 e. z( A5 u; k/ Z% {: Z
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。/ h8 M6 @& M7 [
通俗讲法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥3 d" x. R: P, V5 x5 k% Y3 q! ~2 [
目的：改善钢和合金钢的塑性，韧性
2 t$ C8 g: r p% ?九、时效处理$ v0 F6 I/ v' P- B; A4 G8 K
1.人工时效( s( s$ z5 m5 C
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。8 N7 |: C* i! z1 l ]% s
目的：稳定精密制件的尺寸，消除残余应力
- r5 C) j& U: Z* a2.自然时效
/ l. }: \! }4 ~2 ~工艺：工件在室温条件长时间放置) R' H$ K. W% K& k6 Z/ X* Y
目的：释放残余应力，改善机械性能，稳定尺寸5 ]( H7 \" X+ ~+ z
2弄清退火，正火和回火 + B$ W( \8 L c! F; q' U5 {4 X6 L
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：
. _ }9 @% P3 e- 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。9 X& x1 {5 q7 e. p4 n
| 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
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3如何选择热处理硬度
' u! e+ |- |8 h: W) ^; ^( j- 根据载荷种类考虑
$ l& B8 z6 K8 Y. \( o9 _ C| 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: r: ]4 P. |! O% g- a3 I( x
| 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) Y, S5 r" D' K( t4 b
| 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) |
% Q& E" D# e, A4 I
4常用材质热处理 / A/ P4 S2 s/ H7 G; H# @1 c
1 C' h$ E* {6 |9 W 7 }/ Q9 X, K b/ o7 F
 . F* n! v' d' \
5热处理标注方式参考 7 ?0 v, W" w* Q- g% d1 }
- 要求硬度检测的标法
5 _# V1 G( K# p" o 4 k# U% b0 \0 M% \
 - 局部热处理标注
* t% d- \# r. w f( a
  * M; s, D K# ^6 A
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3.表面处理的标法7 q" Z& B: a, C5 |- M! W2 o
 5 n/ L- L9 U; R5 ?
4.渗碳/渗氮/氰化
: T8 B; |+ i8 r q" m n- I/ W& x , W. s ]1 M' T% V; u4 h5 Z
 9 C6 Z, T: `( X& N/ U
 $ N2 G3 \9 D5 T9 F. g( h8 j
5.技术要求写法参考
8 q0 l9 W' Y# L3 V( m* L( {1 q8 E1 J- R
 $ M) H# u# ?% @7 u: h2 V
6.整张图纸参考% r8 ?1 a8 K. r3 X5 T. m
 6 {5 l* G; L6 F+ `0 b9 n$ a
9 u4 a. M _% S' _+ w, \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。
4 r3 {- c3 g0 E+ q说明4 V8 H8 h2 h2 h$ D: H- H
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。
5 f+ H+ W/ j. S) }1 h/ j- w2 B好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。 & k9 z. `, I; P7 k( S
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发表于 2017-5-28 22:53:59
