鋼的回火硬度(H)取決于回火溫度(T)和回火時(shí)間(t),三者之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系,即H = f(T,t)。當(dāng) t為定值時(shí),H和T的函數(shù)關(guān)系可劃分為四種類型:
1)直線型;
2)拋物線型;
3)冪函數(shù)型;
4)直線和冪函數(shù)的復(fù)合型。
因后兩種類型在使用時(shí),計(jì)算和作圖極為不便,故大多數(shù)情況下,將其簡化為直線和拋物線型,用經(jīng)驗(yàn)方程可表示為:
H = a1 + k1 T
H = a2 + k2 T
其中,a1、a2、k1、k2為特定系數(shù)。
依據(jù)實(shí)際工藝試驗(yàn)和有關(guān)參考文獻(xiàn)的數(shù)據(jù),運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算和修正,得出部分常用鋼種的回火方程。實(shí)踐證明,這些經(jīng)驗(yàn)公式具有重要的適用價(jià)值。
使用說明:
1)要求原材料化學(xué)成分及力學(xué)性能符合國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(GB、YB等),最大外經(jīng)(或相對(duì)厚度)接近或小于淬火臨界直徑。
2)在淬火溫度、回火時(shí)間為定值的條件下,回火方程僅適用于常規(guī)淬火、回火工藝;不可用于亞溫淬火、復(fù)合熱處理、形變熱處理等工藝。
3)在熱處理過程中,還應(yīng)選擇正確的淬火介質(zhì),使冷卻能力滿足工藝要求;鋼材按要求進(jìn)行預(yù)備熱處理;
4)考慮到隨機(jī)因素的影響,鋼材熱處理后,回火實(shí)際硬度和溫度與計(jì)算所得數(shù)允許有5%的誤差。
回火處理是指將經(jīng)過淬火硬化或正常化處理之鋼材在浸置於一低於臨界溫度一段時(shí)間后,以一定的速率冷卻下來,以增加材料之韌性的一種處理。從冶金原理,我們知道將經(jīng)過淬火及正常化處理在放回中溫浸置(時(shí)效)一段時(shí)間,可促使一部分之碳化物析出,同時(shí)有可消除一部分因急速冷卻所造成之殘留應(yīng)力,因此可提高材料之韌性與柔性。顯然回火處理之效果決定於回火溫度、時(shí)間即在冷卻速率等因素。
隨著回火溫度的提高材料之強(qiáng)度與硬度跟著降低,然而材料之延展性卻跟著提高。材料之耐衝性在300℃回火附近會(huì)有一顯著降低現(xiàn)象,此現(xiàn)象稱之為回火脆性。由於碳原子或合金元素之析出與時(shí)間有正比的關(guān)係,隨著回火時(shí)間的延長,材料之硬度會(huì)隨著降低。由於回火的溫度是低於相變化之臨界點(diǎn),材料之強(qiáng)度不會(huì)與冷卻速率有關(guān)。然而由於回火脆化的原因,若材料在經(jīng)過375~575℃間之冷卻速率太慢,容易有脆化的現(xiàn)象。這一點(diǎn)是在做回火處理時(shí)必須注意的。
一般填加合金元素於鋼中,主要之目的是增加鋼之硬化能力,亦即增大形成麻田散鐵之能力。由於合金元素(原子)之?dāng)U散能力較差,因此填加合金元素也就減慢了回火軟化速率。由於合金元素一般可分成兩種功用。第一種功用為非碳化物形成用,此類合金元素以鎳、硅及錳等。由於此類元素與碳化物之形成無關(guān),因此對(duì)回火軟化無關(guān)。此類元素所造成之硬化效果,主要是靠固溶體硬化機(jī)構(gòu)所達(dá)成的。另一類合金元素,例如鉻、鉬、鎢、釩等,由於其為碳化物形成之一份子,因此他們的擴(kuò)散速率也就影響了回火軟化的速率。
文章來源:機(jī)加工前沿
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