金屬材質(zhì)為了提高使用性能效果,經(jīng)常通過(guò)熱處理工藝進(jìn)行提高,但是金屬經(jīng)過(guò)熱處理過(guò)程中,常會(huì)發(fā)生一些現(xiàn)象而導(dǎo)致金屬才會(huì)處理后而不能正常使用,或者會(huì)改版金屬使用性質(zhì),因此我們?cè)谶M(jìn)行金屬熱處理過(guò)程中要了解到常會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象,這些現(xiàn)象都會(huì)造成怎樣的傷害等。
一、過(guò)熱現(xiàn)象
我們知道熱處理過(guò)程中加熱過(guò)熱易導(dǎo)致奧氏體晶粒的粗大,使零件的機(jī)械性能下降。
1、一般過(guò)熱:加熱溫度過(guò)高或在高溫下保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),引起奧氏體晶粒粗化稱為過(guò)熱。粗大的奧氏體晶粒會(huì)導(dǎo)致鋼的強(qiáng)韌性降低,脆性轉(zhuǎn)變溫度升高,增加淬火時(shí)的變形開(kāi)裂傾向。而導(dǎo)致過(guò)熱的原因是爐溫儀表失控或混料(常為不懂工藝發(fā)生的)。過(guò)熱組織可經(jīng)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(xì)化。
2、斷口遺傳:有過(guò)熱組織的鋼材,重新加熱淬火后,雖能使奧氏體晶粒細(xì)化,但有時(shí)仍出現(xiàn)粗大顆粒狀斷口。產(chǎn)生斷口遺傳的理論爭(zhēng)議較多,一般認(rèn)為曾因加熱溫度過(guò)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(shí)這些夾雜物又會(huì)沿晶界面析出,受沖擊時(shí)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(shí),以慢速加熱到常規(guī)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(xiàn)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(guò)燒現(xiàn)象
加熱溫度過(guò)高,不僅引起奧氏體晶粒粗大,而且晶界局部出現(xiàn)氧化或熔化,導(dǎo)致晶界弱化,稱為過(guò)燒。鋼過(guò)燒后性能嚴(yán)重惡化,淬火時(shí)形成龜裂。過(guò)燒組織無(wú)法恢復(fù),只能報(bào)廢。因此在工作中要避免過(guò)燒的發(fā)生。
三、脫碳和氧化
鋼在加熱時(shí),表層的碳與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、氫、二氧化碳及水蒸氣等發(fā)生反應(yīng),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(qiáng)度及耐磨性降低,而且表面形成殘余拉應(yīng)力易形成表面網(wǎng)狀裂紋。加熱時(shí),鋼表層的鐵及合金與元素與介質(zhì)(或氣氛)中的氧、二氧化碳、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)生成氧化物膜的現(xiàn)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(xiàn)淬火軟點(diǎn)。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(hù)氣氛加熱(如凈化后的惰性氣體、控制爐內(nèi)碳勢(shì))、火焰燃燒爐(使?fàn)t氣呈還原性)
四、氫脆現(xiàn)象
高強(qiáng)度鋼在富氫氣氛中加熱時(shí)出現(xiàn)塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱為氫脆。出現(xiàn)氫脆的工件通過(guò)除氫處理(如回火、時(shí)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(xiàn)在的連續(xù)熱處理爐淬火后及時(shí)回火處理時(shí)可在回火過(guò)程中兼顧驅(qū)氧處理,跟據(jù)目前的使用和統(tǒng)計(jì)情況看在連續(xù)式可控氣氛熱處理爐所處理的產(chǎn)品一般是不會(huì)出現(xiàn)氫脆現(xiàn)象的。