渗碳钢正火处理等级金相图谱评级标准(1-8级)

渗碳钢通常指需经渗碳淬火、低温回火后使用的钢。它一般为低碳的优质碳素结构钢与合金结构钢,亦可分别称为碳素渗碳钢与合金渗碳钢。其成分特点是低的含碳量,一般为0.1%~0.25%;主要合金元素有Ni、Cr、Mn等,辅助合金元素有W、Mo、V、Ti等。

渗碳钢通常指需经渗碳淬火、低温回火后使用的钢。它一般为低碳的优质碳素结构钢与合金结构钢,亦可分别称为碳素渗碳钢与合金渗碳钢。其成分特点是低的含碳量,一般为0.1%~0.25%;主要合金元素有Ni、Cr、Mn等,辅助合金元素有W、Mo、V、Ti等。

合金渗碳钢具有较高的淬透性。不少机器零件如汽车、拖拉机的变速箱齿轮,内燃机上的凸轮、活塞销以及部分量具等,均采用渗碳钢制造。

钢的共晶碳化物不均匀度一级评级金相图谱

渗碳钢正火处理等级金相图谱

1级 珠光体+铁素体,等轴晶粒分布

1级 珠光体+铁素体,等轴晶粒分布

2级 珠光体+铁素体,晶粒较均匀

2级 珠光体+铁素体,晶粒较均匀

3级 珠光体+铁素体,部分细碎晶粒

3级 珠光体+铁素体,部分细碎晶粒

4级 珠光体+铁素体,晶粒细碎组织不均匀

4级 珠光体+铁素体,晶粒细碎组织不均匀

5级 珠光体+铁素体+少量粒状贝氏体,局部混晶

5级 珠光体+铁素体+少量粒状贝氏体,局部混晶

6级  珠光体+铁素体+粒状贝氏体,混晶

6级  珠光体+铁素体+粒状贝氏体,混晶

7级 珠光体+铁素体+粒状贝氏体,混合晶粒

7级 珠光体+铁素体+粒状贝氏体,混合晶粒

8级 铁素体+粒状贝氏体+少量珠光体

8级 铁素体+粒状贝氏体+少量珠光体

钢的正火热处理

将钢件加热到临界点(Ac3,Acm)以上,进行完全奥氏体化,然后在空气中冷却,这种热处理称正火热处理。正火的目的与退火相同,只是温度高于退火,且在空气中冷却。

正火工艺:

正火的加热温度与钢的化学成分关系很大,低碳钢加热温度为Ac3以上100-150℃,中碳钢加热温度为Ac3以上50-100℃,高碳钢加热温度为Ac3以上30-50℃。保温时间与工件厚度和加热炉的形式有关,冷却既可采用空冷,也可采用吹风冷却。但注意工件冷却时不能堆放在一起,应散开放置。

正火后的组织与性能:正火实际上是退火的一种特殊情况,两者不同之处主要在于正火的冷却速度较快,因此有伪共析组织。

40钢的退火组织与正火组织

分析这两张图可发现,组织中珠光体量增多,且珠光体层片变小。

45钢退火、正火状态的机械性能

通过表格可以看出正火后的强度、硬度、韧性都比退火后的高,塑性也不降低。

正火的作用:

正火与退火相似,有以下特点——正火钢的机械性能高,操作简便,生产周期短,能量消耗费少,因此尽可能选用正火。

正火有以下几方面的应用:

  1. 普通结构件的最终热处理。正火可以消除铸造或锻造生产中的过热缺陷,细化组织,提高机械性能。
  2. 改善低碳钢和低碳合金钢的切学加工性。硬度在160-230HB的金属,易切削加工,金属硬度高,不但难以加工,而且刀具易磨损能量耗费也大,硬度过低,加工又易粘刀,使刀具发热和磨损且加工零件表面光洁度也很差。
    阴影表示,切削加工性能较好和低碳合金钢,退火硬度一般都在160HB以下,且切削加工性不良,但选用正火,由于珠光体量增加,片层间距变细,从而来改善了切削加工性能。
  3. 作为中碳结构钢制作的较主要零件的预先热处理。正火常用来为较重要零件进行预先处理,比如对中碳结构钢正火,可使一些不正常的组织变为正常组织,消除热加工所造成的组织缺陷,并且他对减小工件的淬火变形与开裂,提高淬火质量有积极作用。
  4. 消除过共析钢中的网状二次渗碳体,为球化退火做组织准备。这是因为正火冷却速度比较快,二次渗碳体来不及沿A晶界成网状析出。
  5. 对一些大型或行形状复杂的零件,淬火可能有开裂的危险,正火也往往代替淬火、回火处理,作为这些零件的最终热处理。
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