钢的热处理 - 过程

用于软化，减轻内部应力，提高可加工性并开发特定的机械和物理特性。

在用于变压器层压板的特殊硅钢中，退火开发了赋予独特电气性能的特定微观结构。

退火需要加热到高于AS温度，以使温度均衡的时间保持足够的时间，然后缓慢冷却。参见图1中的曲线2。

标准化

还用来软化和减轻冷工作后的内部应力，并完善晶粒尺寸和冶金结构。它可以用来打破铸件的树突状（铸件）结构，以提高其可加工性和未来的热处理响应或减轻滚动钢中的束带。

这需要加热到高于AS温度，以便有足够的时间允许温度均衡，然后进行空气冷却。因此，它类似于退火，但冷却速度更快。图3中的曲线3将给出归一化结构。

硬化过程

硬化

在此过程中，钢钢含有足够的碳，也许还有其他合金元素，从转化温度上方进行了足够快速的（淬火）以产生马氏体（已经描述的硬阶段），请参见图1中的曲线1。

通过油和合成产品，有一系列严重程度，水或盐水最严重的淬火介质，这是最不重要的。

回火

淬灭后，钢很坚硬，脆弱且内部压力。使用前，通常有必要减轻这些压力并通过“回火”来增加韧性。硬度也将降低，而回火温度的选择决定了最终特性。回火曲线，这是针对回火温度的硬度图。所有商业钢都存在，用于选择正确的回火温度。根据经验，在特定钢的回火范围内，回火温度越高，最终硬度越低，韧性就越大。

应当指出的是，并非所有的钢都会响应所有热处理过程，表1总结了反应，或其他对不同过程的反应。

热化学过程

这些涉及扩散，以预先确定的深度进入钢表面，碳，氮和较少常见的硼。这些元素可以单独添加或组合添加，结果是具有理想特性的表面，与大体具有根本不同的组成。

渗碳

碳扩散（渗碳）在零件表面产生较高的碳钢成分。通常有必要在渗碳后硬化该层和底物。

硝化

氮扩散（氮化）和硼扩散（硼型或硼酸）都在表面产生硬金属间化合物。这些层本质上是坚硬的，不需要热处理。

通常在所用钢的回火温度下或低于氮扩散（氮化）。因此，可以在硝化物之前将它们硬化，并且硝化物也可以用作脾气。

蓄能

硼化的底物通常需要热处理以恢复机械性能。由于硼化物在包含氧气的大气中降解，即使将其合并为CO或C02，也必须在真空，氮或氮/氢气中进行热处理。

处理方法

过去，热化学过程是通过包装胶结或盐浴过程进行的。现在，这些质量和环境基础在很大程度上被气体和血浆技术取代。例外是蓄能，为此，安全的生产量表气态路线尚未开发，并且包装胶结可能仍然是未来一段时间的唯一可行路线。

气体工艺通常是在现在几乎通用的密封式淬火炉中进行的，随后的任何热处理都很容易立即进行，而无需从炉子中取出工作。这种减少的处理是成本和质量的好处。

表2（A部分）。热化学热处理过程的特征。

表2（B部分）。热化学热处理过程的特征。

技术和实践

正如我们已经看到的那样，这需要加热至高于AS温度，以保持温度均衡，然后缓慢冷却。如果在空气中完成此操作，则实际上存在脱键作用，当然还有氧化的零件损坏的风险。越来越普遍，通过使用保护氛围“明亮”或“关闭”退火来避免这种情况。选择的特定气氛将取决于钢的类型。

标准化

与退火相同，存在表面降解的风险，但是由于空气冷却是常见的实践，该过程通常被用作中间阶段，供加工，酸腌制或冷工作以恢复表面完整性。

硬化

有了许多组件，硬化实际上是最终过程，并且必须格外小心保护表面免受降解和脱渗。“密封淬火”炉现在是用于碳，低和中合金钢的行业标准工具。该作品在每个阶段都通过特殊产生的氛围来保护。

一些工具钢受益于真空硬化和回火，盐浴被广泛使用，但现在在环境方面失去了青睐。

回火

在大多数硬化操作以恢复对结构的韧性之后，回火至关重要。它通常是在密封淬火炉中作为周期不可或缺的一部分进行的，在整个过程中，该部件完全保护了氧化和脱键作用。通常，在150至700°C的温度范围内进行回火，具体取决于钢的类型，并且由于微结构变化的发生相对缓慢而取决于时间。

注意：在某些情况下，回火可以使钢制变脆，这与打算实现的目标相反。

这种脆弱有两种形式

当两者从高于575°C的高度冷却时，会影响碳和低合金钢的温度脆性，或在375至575°C的范围内保持过多的时间。通过加热到575°C以上并快速冷却，可以逆转益处。

在230至370°C的范围内回火后，蓝色脆性会影响碳和一些合金钢，效果并非可逆，并且不应在其维持冲击负荷的应用中使用易感钢。

如果有疑问，请咨询热温器或在房屋冶金部门有关钢型的适用性以及任何应用的必要热处理。

孕妇和austemper

将很容易理解的是，用于硬化的淬火操作将内部应力引入钢。这些可能足够大，可以使钢扭曲甚至破裂。

将孕激素应用于足够可耐用性的钢，并涉及淬火操作中的等温固定。这允许在整个零件部分的温度均衡以及更均匀的冷却和结构，因此应力较低。然后可以以通常的方式对钢进行纠正。

奥斯通气还涉及淬火操作中的等温固定，但是在坚硬而坚硬的同时形成的结构不需要进一步的回火。该过程主要用于相对较薄的弹簧或类似零件的高碳钢。这些过程在TTT曲线（图2a和3b）中示意性地显示。

有时将硬化为火焰硬化，激光硬化，RF或感应硬化和电子束硬化，具体取决于所使用的热源。在只有一小部分组件表面需要坚硬的情况下，使用这些过程，例如轴承杂志。在许多情况下，零件中有足够的散热器，不需要外部淬火。与这种做法相关的失真风险要低得多，并且可以高度自动化，并且非常可重复。

主要作者：史蒂夫·哈默（Steve Harmer）

资料来源：材料信亚博网站下载息服务

有关材料信息服务的更多信息，请访问亚博网站下载材料研究所亚博网站下载。