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常用熱處理設備的選擇及熱處理所造成的缺陷

點擊次數:476發布時間:2020-08-29

一、常用熱處理爐爐型的選擇
爐型的選擇
     爐型應依據不同的工藝要求及工件的類型來決定
     1.對于不能成批定型生產的,工件大小不相等的,種類較多的,要求工藝上具有通用性、多用性的,可選用箱式爐。
     2.加熱長軸類及長的絲桿,管子等工件時,可選用深井式電爐。
     3.小批量的滲碳零件,可選用井式氣體滲碳爐。
     4.對于大批量的汽車、拖拉機齒輪等零件的生產可選連續式滲碳生產線或箱式多用爐。
     5壓件板材坯料的加熱大批量生產時,建議選用滾動爐,輥底爐。
     6.對成批的定型零件,生產上可選用推桿式或傳送帶式電阻爐(推桿爐或鑄帶爐)
     7.小型機械零件如:螺釘,螺母等可選用振底式爐或網帶式爐。
     8.鋼球及滾柱熱處理可選用內螺旋的回轉管爐。
     9.有色金屬錠坯在大批量生產時可用推桿式爐,而對有色金屬小零件及材料可用空氣循環加熱爐。
     二、加熱缺陷及控制
     (一)、過熱現象
     我們知道熱處理過程中加熱過熱易導致奧氏體晶粒的粗大,使零件的機械性能下降。
     1. 一般過熱:加熱溫度過高或在高溫下保溫時間過長,引起奧氏體晶粒粗化稱為過熱。粗大的奧氏體晶粒會導致鋼的強韌性降低,脆性轉變溫度升高,增加淬火時的變形開裂傾向。而導致過熱的原因是爐溫儀表失控或混料(常為不懂工藝發生的)。過熱組織可經退火、正火或多次高溫回火后,在正常情況下重新奧氏化使晶粒細化。
     2. 斷口遺傳:有過熱組織的鋼材,重新加熱淬火后,雖能使奧氏體晶粒細化,但有時仍出現粗大顆粒狀斷口。產生斷口遺傳的理論爭議較多,一般認為曾因加熱溫度過高而使MnS之類的雜物溶入奧氏體并富集于晶界面,而冷卻時這些夾雜物又會沿晶界面析出,受沖擊時易沿粗大奧氏體晶界斷裂。
     3. 粗大組織的遺傳:有粗大馬氏體、貝氏體、魏氏體組織的鋼件重新奧氏化時,以慢速加熱到常規的淬火溫度,甚至再低一些,其奧氏體晶粒仍然是粗大的,這種現象稱為組織遺傳性。要消除粗大組織的遺傳性,可采用中間退火或多次高溫回火處理。
     (二)、過燒現象
     加熱溫度過高,不僅引起奧氏體晶粒粗大,而且晶界局部出現氧化或熔化,導致晶界弱化,稱為過燒。鋼過燒后性能嚴重惡化,淬火時形成龜裂。過燒組織無法恢復,只能報廢。因此在工作中要避免過燒的發生。
     (三)、脫碳和氧化
     鋼在加熱時,表層的碳與介質(或氣氛)中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發生反應,降低了表層碳濃度稱為脫碳,脫碳鋼淬火后表面硬度、疲勞強度及耐磨性降低,而且表面形成殘余拉應力易形成表面網狀裂紋。加熱時,鋼表層的鐵及合金與元素與介質(或氣氛)中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發生反應生成氧化物膜的現象稱為氧化。高溫(一般570度以上)工件氧化后尺寸精度和表面光亮度惡化,具有氧化膜的淬透性差的鋼件易出現淬火軟點。為了防止氧化和減少脫碳的措施有:工件表面涂料,用不銹鋼箔包裝密封加熱、采用鹽浴爐加熱、采用保護氣氛加熱(如凈化后的惰性氣體、控制爐內碳勢)、火焰燃燒爐(使爐氣呈還原性)。
     (四)、氫脆現象
     高強度鋼在富氫氣氛中加熱時出現塑性和韌性降低的現象稱為氫脆。出現氫脆的工件通過除氫處理(如回火、時效等)也能消除氫脆,采用真空、低氫氣氛或惰性氣氛加熱可避免氫脆。象現在的連續熱處理爐淬火后及時回火處理時可在回火過程中兼顧驅氧處理,跟據目前的使用和統計情況看在連續式可控氣氛熱處理爐所處理的產品一般是不會出現氫脆現象的。
     當然,任何事都有它的兩面性,實際工作中有人利用此現象來為人服務(如合金的粉碎處理等)。
     三、熱處理應力及其影響
     熱處理殘余力是指工件經熱處理后終殘存下來的應力,對工件的形狀,尺寸和性能都有極為重要的影響。當它超過材料的屈服強度時,便引起工件的變形,超過材料的強度極限時就會使工件開裂,這是它有害的一面,應當減少和消除。但在一定條件下控制應力使之合理分布,就可以提高零件的機械性能和使用壽命,變有害為有利。分析鋼在熱處理過程中應力的分布和變化規律,使之合理分布對提高產品質量有著深遠的實際意義。例如關于表層殘余壓應力的合理分布對零件使用壽命的影響問題已經引起了人們的廣泛重視。

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