淬火劑冷卻與鋼的正火與退火的選擇

發布時間：2012-7-20 11:41:23

鋼的正火處理將鋼加熱到臨界點A3或ACcm以上30-50℃，進行完全奧氏體化后在空氣中冷卻，這種熱處理工藝稱為正火。熱處理工藝是指通過加熱、保溫和冷卻來改變材料的組織以獲得所需性能的方法本文根據鋼在實踐操作中加熱溫度，冷卻條件以及對鋼和性能的要求選擇鋼進行正火處理。（1）正火目的：細化晶粒，均勻組織，調整硬度等。
　　（2）正火組織：共析鋼S、亞共析鋼F+S、過共析鋼Fe3CⅡ+S。
　　（3）正火工藝：正火保溫時間和完全退火相同，應以工件透燒，即心部達到要求的加熱溫度為準，還應考慮鋼材、原始組織、淬火劑冷卻、裝爐量和加熱設備等因素。正火冷卻方式最常用的是將鋼件從加熱爐中取出在空氣中自然冷卻或者用淬火劑冷卻。對于大件也可采用吹風、淬火劑冷卻、噴霧和調節鋼件堆放距離等方法控制鋼件的冷卻速度，達到要求的組織和性能。（4）正火的應用:
　　①改善鋼的切削加工性能。碳的含量低于0.25%的碳素鋼和低合金鋼，通過正火與淬火劑冷卻處理，可以減少自由鐵素體，獲得細片狀珠光體，使硬度提高，可以改善鋼的切削加工性，提高使用工具的壽命和減小表面粗糙度。
　　②消除熱加工缺陷。中碳結構鋼鑄、鍛、軋件以及焊接件在加熱加工后易出現粗大晶粒等過熱缺陷和帶狀組織。通過正火處理與淬火劑冷卻可以消除這些缺陷組織，達到細化晶粒、均勻組織、消除內應力的目的。
　　③消除過共析鋼的網狀碳化物，便于球化退火。當過共析鋼中存在嚴重網狀碳化物時，將達不到良好的球化效果，通過正火處理與淬火劑冷卻可以消除網狀碳化物，改善機械性能，并為以后的熱處理做好準備。
　　④提高普通結構零件的機械性能。一些受力不大、性能要求不高的碳鋼和合金鋼普結構零件，采用正火與淬火劑冷卻處理，達到一定的綜合力學性能，可以代替調質處理，作為零件的最熱處理。退火與正火的選擇退火與正火在某些方面有相似之處，正火實質上是退火的一個特例，二者加熱溫度相，二者目的基本相同，均能消除內應力，細化晶粒。不同之處在于淬火劑冷卻速度不同。正火的淬火劑冷卻速度比退火稍快，生產周期短、成本低。故正火與淬火劑冷卻后鋼的組織比較細，強度、硬度、韌性都比退火后的高，并且塑性也不降低，故在實際選用時可從以下三方面考慮。（1）從切削加工性考慮：一般認為鋼材硬度在170-230HBS時，其切削加工性最好。硬度過高，刀具容易磨損，難以加工。硬度過低，切削時容易“粘刀”，使刀具發熱而磨損，而且加工后的工件表面不光，粗糙度大。因此，作為預先熱處理低碳鋼正火優于退火，而高碳鋼正火后硬度過高，必須采用退火。（2）從使用性能上考慮：對于亞共析鋼制的零件來說，正火與淬火劑冷卻處理比退火具有較好的力學性能。若零件性能要求不高，可用正火作為最終熱處理。但當零件形狀復雜時正火的淬火液冷卻速度較快，易引起開裂，此時采用退火為宜。（3）從經濟上考慮：正火比退火的生產周期短，成本低，生產效率高，操作方便，故在可能的條件下應優先采用正火。本文參考《金屬工藝基礎與實踐》一書。

常見問題