影响淬火钢回火性能的因素
钢淬火后得到的是马氏体或马氏体+少量残余奥氏体,淬火钢必须进行回火.即将淬火后的钢加热至Ac 以下某一温度。保温一定时问。然后冷却至室温,以获得回火马氏体、回火托氏体或回火索氏体等组织所需的性能。
一般淬火钢组织都是不稳定的,都有向稳定组织转变的倾向,随着回火温度的升高,淬火钢组织要经过马氏体分懈、残余A转变和碳化物的析出、扩散、聚集长大三个过程的变化,使钢的塑性韧性提高,而强度硬度下降,同时淬火内应力消除比较充分。因此,淬火钢的回火温度选择是热处理的关键工序,是决定零件性能的主要因素。笔者根据教学过程中的一些心得.对影响淬火钢性能的因素和如何合理选择回火温度作了鞍全面的归纳。
(1)钢的形变淬火是将压力加工与热处理工艺相结合,有效地综合利用形变强化与相变强化相结台的效果。与普通淬火处理相比,低温形变淬火能在保持塑性基本不变的情况下,提高抗拉强度10% 一30% ,有时能达加% 。因低温淬火而产生强化效果可保持很高的回火温度,例45CrMnSi经低温形变后硬度增量(与普通淬火相比)约为4.5HRC左右指标,大大提高了回火稳定性 一部分钢在高温形变淬火后与普通热处理相比鞍强度提高10% ~30% ,有时高达40% ,提高塑性40% ~50% 。因此钢的形变淬火较大程度地提高了形变淬火钢的强度、硬度等性能。因此在得到相同硬度的条件下,形变淬火钢回火温度比普通淬火钢提高30—40℃ 以减少变形应力。
(2)在同一介质中淬火,高温快速加热比普通加热淬火后钢的硬度高2~4HRC。因此要得到相同的硬度.前者的回火温度要高于后者回火温度20~3O℃(3)为了使某些钢有较好的强韧性,往往淬火加热温度选择在Ac,一Ac 之间(即A +F组织区间),淬火加热温度鞍低,奥氏体合盘化程度鞍低,即淬火硬度不高,回火抗力不如普通淬火钢好,因此在获得相同硬度的前提下,这种淬火钢的回火温度比普通淬火钢的回火温度低30—70℃ .这种淬火一般用于低、中碳钢和低、中舍金结构钢中。
(4)淬火钢淬火后如达到所需的硬度值则按正常温度回火。一般情况下,低碳钢、低碳合金钢经渗碳淬火后硬度不小于58—6OHRC;中碳结构钢、中碳低合金结构钢、弹簧钢经淬火后硬度为5O~55HRc;轴承钢、合金工具钢和碳素工具钢经淬火后硬度为55—60HRC;高速钢经淬火后硬度应大于60HRC;若淬火后达不到正常淬火硬度.则不能按正常温度回
火,应适当降低回火温度。
(5)等温淬火钢因有一定数量的残余A(比普通淬火钢多), 等温淬火过程中得到的组织大部分是B ,硬度低于普通淬火钢。所以回火时温度应低一些,同时为了使残余A发生转变应增加回火次数。例如,一般高速钢分级淬火后约有2O% 一25%的残余A,为了尽量消除残余A的量,提高硬度,通常需经550~570qc三次回火;而高速钢等温淬火约有40% 一45% 的残余A,为了达到回火的二次硬化和回火充分,通常需经4~5次高温回火,才能达到同
样的效果。
(6)当钢的淬透性和淬硬性都较好时,回火温度应选得略高些,反之取略低。
(7)为了达到相同的硬度,相同含碳量的碳钢淬火后的回火温度应低于合金钢的回火温度。因合金钢有较高的回火稳定性能。抗软化能力强。
(8)同一牌号的淬火钢.在工艺条件基本一样时,大件淬火硬度低于中小件,厚件低于薄件 因此要获得所需的硬度和力学性能,大件的回火温度应低于小件回火温度。
(9)易变形淬火件热处理后校直,而校直后叉需增加一道回火工序,以消除校直应力.此时的回火温度应以不降低硬度为前提.低于正常回火温度20~40℃ 。
(10)在相同的淬火加热温度冷却介质的条件下,用不同的方法加热得到的硬度不一样,即使同样的淬火硬度.回火设备不同,得到的硬度也不一样.一般电炉回火温度应高一些;在熔炉和搅拌电炉中回火温度应选得低一些。总之.淬火钢应及时回火,消除淬火应力。防止工件在使用过程中发生变形开裂,通过回火提高钢的韧性.适当调整钢的强度和硬度,使工件达到所需的力学性能。充分回火以得到稳定组织和性能,多次回火可使残余A 充分转变,控制变形是稳定尺寸、保证工件精度和产生=敬硬效应的有效措施,合理选择回火温度,可得到所需力学性能的合格产品。
|