金屬熱處理中的缺陷控制
一,氫脆
當在富氫氣氛中加熱時,高強度鋼的塑性和韌性降低的現象稱為氫脆。熱處理加工廠家可以(yi)(yi)通過除氫處理(例(li)如回火,時效(xiao)等)消除氫脆,使用(yong)真空,低(di)氫氣氛或(huo)惰性氣氛加熱可以(yi)(yi)避免(mian)氫脆。
過(guo)熱。如果加熱溫(wen)度過(guo)高,不僅奧(ao)氏體晶粒變粗(cu),而且晶界會局部氧(yang)化或熔化,這(zhe)會削弱晶界,這(zhe)稱為過(guo)燒(shao)。過(guo)度燃燒(shao)后,鋼(gang)的性能會嚴重惡化,并(bing)且在(zai)淬火過(guo)程中會形(xing)成裂紋。燒(shao)傷的組織無法回(hui)收,只能報廢。因此,在(zai)工(gong)作期間應避免過(guo)熱。
脫碳和氧化。
當鋼被加熱時,表面(mian)層上的(de)(de)(de)碳(tan)與介質(或(huo)大氣)中的(de)(de)(de)氧氣,氫氣,二氧化碳(tan)和水蒸氣反應,這降低了表面(mian)層上的(de)(de)(de)碳(tan)濃度(du),這稱(cheng)為(wei)脫碳(tan)。淬(cui)火(huo)后的(de)(de)(de)淬(cui)火(huo)鋼的(de)(de)(de)表面(mian)硬度(du),疲勞強度(du)和耐性磨蝕性降低,在(zai)表面(mian)形成(cheng)的(de)(de)(de)殘留拉伸(shen)應力(li)容易在(zai)表面(mian)形成(cheng)網(wang)狀裂紋。
在加熱過程中(zhong),鋼表面層(ceng)上的(de)(de)(de)鐵和(he)合(he)金(jin)以及元素與介質(或大氣(qi))中(zhong)的(de)(de)(de)氧(yang)氣(qi),二氧(yang)化(hua)碳,水(shui)蒸(zheng)氣(qi)等反(fan)應形成(cheng)氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)現象稱為氧(yang)化(hua)。高(gao)溫(通常(chang)高(gao)于570度)后,工件的(de)(de)(de)尺寸精度和(he)表面亮度會降低,并且氧(yang)化(hua)膜(mo)(mo)淬透性差的(de)(de)(de)鋼制零件容(rong)易(yi)軟化(hua)。
防止氧化和減(jian)少(shao)(shao)脫碳(tan)(tan)的(de)措施包括(kuo):在(zai)工(gong)件表面(mian)上進(jin)行涂層,用(yong)不銹(xiu)鋼箔包裝密(mi)封(feng)加(jia)(jia)熱,用(yong)鹽浴爐(lu)加(jia)(jia)熱,在(zai)保護性(xing)氣氛(fen)(例如純化的(de)惰性(xing)氣體)中加(jia)(jia)熱,控(kong)制碳(tan)(tan)在(zai)其中的(de)碳(tan)(tan)勢。爐(lu)和火焰燃燒爐(lu)(減(jian)少(shao)(shao)爐(lu)內(nei)氣體)
過熱
我們知道,熱處理加工廠家熱(re)(re)處(chu)理過(guo)程中的(de)過(guo)熱(re)(re)最有可能導致(zhi)奧氏體晶粒粗大化,這將導致(zhi)零件(jian)的(de)機(ji)械性能下降。
1.一(yi)般過熱(re):如果加熱(re)溫度(du)過高(gao)或高(gao)溫下的保持時間過長,則奧氏(shi)體(ti)晶(jing)粒(li)(li)的粗(cu)大化稱(cheng)為過熱(re)。粗(cu)奧氏(shi)體(ti)晶(jing)粒(li)(li)會降低鋼的強度(du)和韌(ren)性,增加脆性轉變溫度(du),并增加淬火(huo)過程中的變形(xing)和開(kai)裂(lie)趨(qu)勢。過熱(re)的原因是(shi)爐膛溫度(du)儀表失控或混合(通常(chang)是(shi)由過程引起的)。退火(huo),正火(huo)或多次高(gao)溫回火(huo)后(hou),可(ke)以(yi)在正常(chang)條件(jian)下對過熱(re)結構進(jin)行(xing)再奧氏(shi)體(ti)化以(yi)細化晶(jing)粒(li)(li)。
2.斷(duan)(duan)裂(lie)遺傳:對具有(you)(you)過熱(re)組織的(de)(de)鋼(gang)進行再加熱(re)和淬(cui)火后,盡管可以細化奧氏體(ti)(ti)晶(jing)粒,但有(you)(you)時仍會(hui)出現粗(cu)大的(de)(de)晶(jing)粒斷(duan)(duan)裂(lie)。骨折遺傳的(de)(de)產生有(you)(you)許(xu)多理論爭議。通(tong)常認為,由于(yu)高的(de)(de)加熱(re)溫度,諸如MnS的(de)(de)夾雜物溶(rong)解在奧氏體(ti)(ti)中并在晶(jing)體(ti)(ti)界面處(chu)富集,并且當冷卻時這些夾雜物將沿著(zhu)晶(jing)體(ti)(ti)界面沉(chen)淀(dian)。受到沖擊時,很容易沿粗(cu)奧氏體(ti)(ti)晶(jing)界斷(duan)(duan)裂(lie)。
3.粗(cu)組(zu)織的遺傳(chuan)學:當對(dui)具有(you)粗(cu)馬氏體,貝氏體和(he)威(wei)氏體組(zu)織的奧(ao)氏體鋼零件重新進(jin)行(xing)奧(ao)氏體化時,將它(ta)們緩慢(man)加(jia)熱至常規淬火溫度(du),甚至更低的奧(ao)氏體晶體。谷物(wu)仍(reng)然很粗(cu)糙,這種(zhong)現(xian)象稱為(wei)組(zu)織遺傳(chuan)。為(wei)了消除(chu)粗(cu)組(zu)織的遺傳(chuan)力,可以使用中間退火或多次高溫回火。