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热处理工艺与金相组织的关系

发布时间:2019-04-03 16:40:29  所属类别:金相检验

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杭州众享机械技术有限公司是机械工业职业技能鉴定指导中心鉴定站,质量技术监督行业职业技能鉴定指导中心实训基地,定期举办金相分析、材料物理性能、材料成份、无损检测、化学检验、计量检定和热处理人员国家职业资格考核面授辅导班。
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本培训中心2011年还获得质量技术监督行业职业技能鉴定指导中心先进单位。由国家人力资源和社会保障部统一颁发的国家《职业资格证书》是计量、金相检验、材料物理、材料成份、无损检测、化学检验和热处理工作人员职业技能水平的资格凭证,是用人单位录用、使用和确定工资待遇的依据,是我国公民境外就业,劳务输出法律公证的有效证件

金属热处理的工艺

热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,有时只有加热和冷却两个过程。这些过程互相衔接,不可间断。

加热是热处理的重要工序之一。金属热处理的加热方法很多,最早是采用木炭和煤作为热源,进而应用液体和气体燃料。电的应用使加热易于控制,且无环境污染。利用这些热源可以直接加热,也可以通过熔融的盐或金属,以至浮动粒子进行间接加热。

金属加热时,工件暴露在空气中,常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低),这对于热处理后零件的表面性能有很不利的影响。因而金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热,也可用涂料或包装方法进行保护加热。

加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一,选择和控制加热温度 ,是保证热处理质量的主要问题。加热温度随被处理的金属材料和热处理的目的不同而异,但一般都是加热到相变温度以上,以获得高温组织。另外转变需要一定的时间,因此当金属工件表面达到要求的加热温度时,还须在此温度保持一定时间,使内外温度一致, 使显微组织转变完全,这段时间称为保温时间。采用高能密度加热和表面热处理时,加热速度极快,一般就没有保温时间,而化学热处理的保温时间往往较长。

冷却也是热处理工艺过程中不可缺少的步骤,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢,正火的冷却速度较快,淬火的冷却速度更快。但还因钢种不同而有不同的要求,例如空硬钢就可以用正火一样的冷却速度进行淬硬。

金属热处理工艺大体可分为整体热处理、表面热处理和化学热处理三大类。根据加热介质、加热温度和冷却方法的不同,每一大类又可区分为若干不同的热处理工艺。同一种金属采用不同的热处理工艺,可获得不同的组织,从而具有不同的性能。钢铁是工业上应用最广的金属,而且钢铁显微组织也最为复杂,因此钢铁热处理工艺种类繁多。

整体热处理是对工件整体加热,然后以适当的速度冷却,以改变其整体力学性能的金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。

退火是将工件加热到适当温度,根据材料和工件尺寸采用不同的保温时间,然后进行缓慢冷却,目的是使金属内部组织达到或接近平衡状态,获得良好的工艺性能和使用性能,或者为进一步淬火作组织准备。正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却,正火的效果同退火相似,只是得到的组织更细,常用于改善材料的切削性能,也有时用于对一些要求不高的零件作为最终热处理。

淬火是将工件加热保温后,在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬,但同时变脆。为了降低钢件的脆性,将淬火后的钢件在高于室温而低于650℃的某一适当温度进行长时间的保温,再进行冷却,这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中的“四把火”,其中的淬火与回火关系密切,常常配合使用,缺一不可。

“四把火”随着加热温度和冷却方式的不同,又演变出不同的热处理工艺 。为了获得一定的强度和韧性,把淬火和高温回火结合起来的工艺,称为调质。某些合金淬火形成过饱和固溶体后,将其置于室温或稍高的适当温度下保持较长时间,以提高合金的硬度、强度或电性磁性等。这样的热处理工艺称为时效处理。

把压力加工形变与热处理有效而紧密地结合起来进行,使工件获得很好的强度、韧性配合的方法称为形变热处理;在负压气氛或真空中进行的热处理称为真空热处理,它不仅能使工件不氧化,不脱碳,保持处理后工件表面光洁,提高工件的性能,还可以通入渗剂进行化学热处理。

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金相检验相关问答

问:金相检验和理化分析有什么区别?

答:金相检验是通过将材料打磨成光滑的薄片,然后在金相显微镜下观察微观下的材料晶体结构,而这些微观组织的不同形状,就决定了该材料的性能;
理化分析是通过物理、化学等分析手段对材料进行分析,主要是确定物质的构成成分

问:金相检验取样时需注意哪些问题?

答:切取金相试样时应注意以下两点: 

1) 明确检验目的,选择有代表性的部位。对锻、轧钢材或铸件常规检验的取样部位,在按相应的标准要求取样。对事故分析和失效分析,既取破损部位,同时也取完好部位与之对比。 

2) 切取试样时,不允许产生塑性变形,也防止试样因受热而引起显微组织的变化。火焰切割试样时,试样上的热影响区必须除去。砂轮切割时应注意采取冷却措施。

 

问:软氮化产品金相检验使用哪个标准?

答:碳氮共渗的温度相当宽,从500℃至950℃之间均可进行共渗,根据其特点可分为:
低温碳氮共渗(500~580℃),以渗氮为主,渗碳微量,又称软氮化;
中温碳氮共渗(760~860℃),碳和氮渗入适当。
高温碳氮共渗(900~950℃),以渗碳为主,渗氮微量,又称渗碳。
三种工艺的检验标准分别参照: GB/T 11354-2005 《钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验》 QCn29018-1991 《汽车碳氮共渗齿轮金相检验》 QC/T262-1999 《 汽车渗碳齿轮金相检验》

问:显示一般碳素钢、低合金钢显微组织最常用的两种浸蚀剂的特点和配制方法

答:常用的浸蚀剂是2—5%硝酸酒精溶液和4%苦味酸酒精溶液。前者浸蚀较快,但有时不够均匀,不易显示出某些显微组织中的细节。后者浸蚀比较均匀,能较好地显示和区分一些形态相近似的细微组织,但浸蚀较慢,容易污染手指。配制组成如下: 

1) HNO3 2ml—5ml,95%酒精100ml.

2) 苦味酸4g, 95%酒精100ml。 

 

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