1、有关热处理的一些小常识1. 常用钢铁材料热处理工艺分哪几种类型?各有何特点?常用钢铁材料的热处理工艺可分为退火、正火、淬火、回火和化学热处理等几大类,这些工艺要点分述如下:退火再结晶退火:钢经过某种加工之后(冷作)使晶粒破坏、晶格外扭,出现高硬度低塑性的加工硬化现象,为了消除硬化现象并提高塑性,以便继续进行加工,常常把钢加热到临界温度以下的某个温度,保温一段时间,然后随炉缓慢冷却,使钢的组织处于稳定状态。重结晶退火:将钢加热到临界温度以上,使其组织发生变化(重结晶) ,保温一段时间后随炉缓慢冷却,从而使钢的组织重新恢复到十分稳定的原始组织状态。正火将钢加热到临界温度以上(亚共析钢为 Ac3+(
2、3050) ,过共析钢为 Acm+(3050) ,保温一段时间后,在空气中冷却,使其组织重新结晶细化,并消除一些热处理缺陷(如网状渗碳体等) 。淬火将工件加热到临界温度以上,保温一段时间后快速冷却至室温,从而获得预期的组织(如马氏体) 。亚共析钢通常加热至 Ac3+(3050);过共析钢通常加热到 Ac1+(3050)。回火将淬火后的工件加热至 Ac1 一下的某一定温度,保温一段时间后冷却,使其组织转变为较为稳定的符合技术要求的组织。回火通常分为低温(150250) 、中温(300450)和高温回火(500650) (有称调质处理) 。化学热处理将工件置于一定的化学介质中(如碳、氮或金属等)
3、,加热到一定温度,保温一段时间,使工件表面层渗入某种元素,从而改变其表面层的化学成分和各种性能。2. 什么是钢的临界温度?常用的临界温度有哪些?钢在加热或冷却至某一温度时,发生相转变,这一相转变开始或终了的温度,称为临界温度或临界点。以铁碳合金为例,在铁碳合金状态图上看到的常用的临界温度有 A1、A3、Acm 等。这些临界点简介如下:A1 :A1 是铁碳合金状态图中的 PSK 线(723共析温度) ,称为下临界温度。在这一温度下铁碳合金发生共析转变。加热时用 Ac1 表示,冷却时用 Ar1 表示。由于钢在加热与冷却时受到各种条件的影响,因而共析转变不能刚好在 A1 温度下发生,即出现 Ac1
4、及Ar1,通常 Ac1 高于 A1;而 Ar1 低于 A1。如 40Cr 钢的 Ac1=735,而 Ar1=700。A3 :A3 是铁碳合金状态图上的 GS 线(723 900) ,称为上临界温度。加热时用Ac3 表示,钢加热至 Ac3 温度时,铁素体全部融入奥氏体;冷却时用 Ar3 表示,此时由奥氏体开始析出铁素体。Acm :Acm 就是铁碳合金状态图上的 ES 线(7231140) ,叫上临界温度。加热时用 Accm 表示,冷却时用 Arcm 表示,是由奥氏体开始析出渗碳体的温度。如 GCr15 钢的Accm=900,而 Arcm=850。3. 什么是退火和正火?各有何目的?将工件缓慢加热
5、到一定的温度(温度范围根据不同的退火方法而定) ,保温一段时间后缓慢冷却(通常是炉中冷却到 450550左右出炉空冷)下来的热处理工艺,称为退火。将工件加热至 Ac3 或 Acm 以上 3050,保温一段时间后,在空气中冷却下来的热处理工艺,称为正火。退火和正火的目的分述如下。退火的目的:降低硬度,改善切削加工性。消除锻、轧后的应力,稳定尺寸。为淬火做好组织准备。消除各种缺陷,改善组织(如枝晶偏析等化学成分的不均匀性) 。正火的目的:消除锻、轧后的应力。细化晶粒,均匀组织,为最终热处理做好组织准备。改善组织,提高性能。如清除网状渗碳体、大块铁素体等组织缺陷。对机械性能要求不高的工件,正火也可以
6、作为最终热处理,使其获得一定的机械性能。正火通常用于碳钢和合金钢。有些合金钢正火时也得到马氏体组织,这时起到了淬火的效果,因此一般不叫正火,而称为淬火。4. 什么是淬火?工件为什么要进行淬火?将钢加热至一定的温度(亚共析钢 Ac3+3050,过共析钢 Ac1+3050) ,然后急速冷却下来(即大于临界冷却速度) ,使过冷奥氏体转变为马氏体组织,这种热处理工艺称为淬火。淬火的目的:提高工件的机械性能,增加工件的硬度及耐磨性,增加工件的强度、韧性和弹性等。使工件获得某些特殊的物理、化学性能。如磁钢和不锈钢的淬火,为了改善其磁性和耐腐蚀性能等。5. 什么是回火?淬火件为什么要回火?将淬火工件加热到钢
7、的 Ac1 以下的某一温度,再保温一段时间,然后进行冷却(一般冷至室温) 的热处理工艺,称为回火。由于淬火工件的组织极不稳定,内应力和脆性都很大,所以为了消除淬火工件的内应力、稳定淬火工件的组织和尺寸、防止工件的变形与开裂,获得我们需要的机械性能,必须对淬火件进行回火。6. 什么是调质处理?其目的是什么?将淬火工件进行高温回火(500650)的热处理操作,通常称为调质处理。其母的是:软化合金钢工件,便于切削加工。使工件获得良好的综合机械性能。作为预先热处理时,也是为最终热处理做好组织准备。应当注意到,调质后的机械性能,是与工件的淬透性密切相关的,只有当工件淬透时,才能得到最佳的性能。调质钢多为
8、中碳低合金钢。C=0.3 0.5%,合金元素总量小于 5%。其服役条件为交变的弯曲、扭转、拉压、冲击等复杂应力。调质钢中加入的主加入元素是M、 Si、 Cr、Ni 、B ,主要目的是提高钢的淬透性,强化基体(除 B 以外) 。辅加元素是W、Mo、V、Ti 等,起细化晶粒、提高回火抗力的作用。7. 什么是不锈钢?常用的不锈钢种类及特点?在弱腐蚀性介质中(如大气)能抵抗腐蚀的钢,称为不锈钢。而在各种强腐蚀介质中能抵抗腐蚀的钢,称为耐酸钢。通常将以上两种统称为不锈钢。按正火后钢的组织组成物来划分,可分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和过渡型不锈钢(半奥氏体型不锈钢)即兼有奥氏体和马氏
9、体不锈钢的优点。现将各种不锈钢及其特点分述如下。马氏体型不锈钢钢中含 Cr 量为!1219%,含 C 量为 0.10.45%,个别含 C 量达 1%。如:2Cr13、 3Cr13、 4Cr13、9Cr18 等。它们的主要特点是除含较高的 Cr 外,与铁素体型不锈钢相比,还含有较高的 C,所以它具有较高的强度、硬度和耐磨性。主要用来制作机械性能要求较高、腐蚀性能要求一般的工件。铁素体型不锈钢钢中含 Cr 量为 1230%和小于 0.2%的 C。如:1Cr17、 1Cr25、 1Cr28、0Cr17Ti 、1Cr25Ti 等。它们的特点是含 Cr 量高,而含 C 量低。它能抗大气、抗硝盐及盐水腐蚀
10、;高温(低于 700一下)抗氧化能力强;塑性和热加工工艺性均好;并具有较好的切削加工性能。对热疲劳不敏感,可制作高温下工作的工件。铁素体不锈钢通常是在退火状态下使用,其退火温度不能超过 900,以免晶粒长大变脆和降低耐蚀性。奥氏体型不锈钢钢中含 Cr 量为 1225%,含 Ni 量为 129%,有的还含有 Mn 和 N(用它们代替 Ni) 。如:1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti 等。钢中含 Cr 量为 18%,含 Ni 量为 8%左右的奥氏体不锈钢通常称为“18-8”型不锈钢。这类钢具有良好的韧性、塑性、焊接性及抗腐蚀性能。广泛应用于各种要求不锈、耐酸的设备中。它的缺点是含贵重元素 Ni
11、 较多,同时在含 S 的气氛中容易损坏,切削性能较差。过渡型不锈钢过渡型不锈钢又叫 半奥氏体型不锈钢或沉淀硬化不锈钢。这类钢兼有奥氏体和马氏体不锈钢的优点,即有较高的强度和良好的工艺性,有具有良好的耐腐蚀性能,工业常用的过渡型不锈钢有 17-7PH(0Cr17Ni7Al) 、17-4PH(0Cr17Ni4Cu4Nb) 、Cr12Mn5Ni4Mo3Al(69111 )等。这类钢由于含镍量较低,经热处理可形成不稳定的奥氏体甚至马氏体,再经过时效处理,便可沉淀析出金属间化合物(例如 Ni3Al)使金属强化。(有关金属间化合物的概念见后面的说明)强化后的 b 可达 1250-1600MN/m2。这类钢
12、主要用作高强度、高硬度而又耐蚀的化工机械设备及零件。17-7PH 钢的冷加工和热处理过程比较复杂,主要有下列几种情况:固溶处理(A 处理) 、调质处理(T 处理) 、冷处理(R 处理) 、冷变形(C 处理)及沉淀硬化处理(H 处理) 。以 17-7PH(0Cr17Ni4Cu4Nb )为例:在620下进行双时效硬化处理,步骤如下。在 104014固溶退火处理,随后空冷或适宜的液体冷却淬火至 32以下;在62014进行第一次硬化,并在此温度下保温至少 4 小时,随后空冷或适宜的液体冷却淬火至 32以下;温度在 62014 进行第二次硬化,并在此温度下保温至少 4 小时,随后空冷或适宜的液体冷却淬火
13、至 32以下。金属间化合物合金组元间相互作用生成的晶格类型和性能完全不同于任一组元,并具有一定金属性质的新相称为金属间化合物。金属间化合物一般具有复杂的晶体结构。它熔点高、硬而脆,合理存在时能提高合金强度、硬度、热强性、红硬性和耐磨性,但降低合金的塑性和韧性。8. 奥氏体型不锈钢怎样进行热处理?这类钢以 1Cr18Ni9 为例,耐蚀性很好,无磁性。室温组织为奥氏体。它的热处理主要有三种:除应力处理、固溶处理、稳定化处理。除应力处理为消除冷加工后的残余应力,在 300350温度下做消除应力处理。可提高屈服强度和疲劳强度。另外一种是为了消除焊接后残余应力和消除钢对应力腐蚀的倾向,在高温度(约 85
14、0)处理。对不含钛和铌的不锈钢应水冷,以免产生晶间腐蚀。固溶处理这是不锈钢热处理中最重要的一环。其目的是为了使合金元素和碳化物充分溶解,从而使钢在室温下得到单项奥氏体组织,并能提高耐蚀性或储备更大的冷作硬化能力。固溶处理温度一般在 10501150之间。由于奥氏体不锈钢导热性很差,所以固溶处理的保温时间应该长些,冷却要快,以免碳化物析出。 (把合金加热到适当的温度后保温,使其中某些组成物溶解到基体里形成均匀的固溶体,然后迅速冷却,使融入物留在基体内成为过饱和固溶体,从而改善其延展性和韧性的处理) 。这也是奥氏体不锈钢淬火目的与一般碳钢的不同(一般碳钢淬火后获得马氏体,再与回火配合获得工件说要求
15、的机械性能。稳定化处理这是针对含钛和铌的奥氏体型不锈钢(如 1Cr18Ni9Ti 钢等)而进行的。固溶处理后,再加热到 850 880,保温后空冷或炉冷,从奥氏体中析出一部分碳化钛(或碳化铌) ,这样,碳就几乎全部稳定于碳化钛或碳化铌中,从而保证了钢中的含铬量,不至于形成碳化铬,故称为稳定化处理。经稳定化处理后,可预防这类钢的晶间腐蚀。9. 什么叫晶间腐蚀?问什么会产生晶间腐蚀?如何预防?经固溶处理的“18-8”型奥氏体不锈钢,若在 450850(称为敏化温度)保温一段时间后,使钢的强度、塑性及冲击韧性剧烈降低,钢在腐蚀介质中通常沿晶界引起腐蚀,如稍经受应力,即沿晶界发生断裂。这种现象称为晶间
16、腐蚀。晶间腐蚀产生的原因主要是晶界处贫铬引起的。当晶界铬含量下降到重量比 11.7%以下时,晶界处就失去抗腐蚀能力。防止办法有固溶处理、稳定化处理、降低钢中碳含量等三种。降低钢中的含碳量:实践证明,奥氏体不锈钢当中,含碳量小于等于 0.03%时,就不具有晶间腐蚀倾向,如:00Cr18Ni10 钢等。但它的屈服强度较“18-8”型不锈钢低10. 奥氏体不锈钢中的合金元素有何作用?这类钢怎样进行热处理?这类钢属于高铬不锈钢类,钢中由于含有大量铬,提高了钢的淬透性,并具有很高的耐蚀性。这类钢不锈的主要原因是铬的钝化作用,合金中铬的含量至少要达到 11.7%(重量)时,铬钢才能具有高的抗蚀性,含碳量越
17、高,则抗蚀性越差。因为碳和铬形成特殊碳化物,消耗掉一部分铬;但含碳量越高,热处理后的强度和硬度越高。马氏体不锈钢的热处理有预先热处理和最终热处理两种。预先热处理Cr13 系马氏体不锈钢,经锻造空冷后,因硬度较高而要进行一次软化处理。目的是改变组织、降低硬度,以利于切削加工;此外,还为随后的最终热处理做好组织上的准备,并消除内应力,防止锻件开裂。软化处理可用高温回火(750800)或退火(850950)来完成。最终热处理淬火时因为导热性能差,为了减少变形,必须采用预热。淬火温度必须高于 950,通常采用 950 1050,以保证碳化物的溶解,然后快冷。淬火得到马氏体组织后,再进行回火处理。低温回
18、火(例如:3Cr13 经 200300)是为了消除内应力,而不是完全改变其基本组织,所以钢的抗蚀性无损坏。高温回火(通常用 600750)只用于低碳的铬不锈钢(0Cr13、1Cr13) 。11. 钛及其合金钛是比不锈钢更具钝化的金属,在氧化性介质中,其耐蚀性比大多数不锈钢更为优良。钛既是良好的耐热材料(可用于 500左右) ,也是优良的低温材料(在-253仍保持良好的塑性和韧性) 。根据钛合金热处理的组织,可把钛合金分为三大类: 类钛合金(我国现有 TA1、TA2TA8 八个牌号) 、 类钛合金(我国现有 TB1、TB2 两个牌号)和 +类钛合金(我国现有 TC1、TC2TC10 十个牌号)
19、。 类钛合金退火状态的组织为 固溶体或固溶体加微量金属间化合物。在500600下的强度和蠕变强度居钛合金的首位,属于耐热型钛合金,一般由于 500以上。这类钛合金耐蚀性好,易于焊接,在-253超低温下仍有很好的塑性及韧性。 类钛合金热处理强化效果显著,由于熔炼工艺复杂等原因,目前应用不广泛。+ 类钛合金退火状态的组织为 + ,兼有 及 类的特点。这类钛合金有强度高、塑性好和优良综合力学性能,是目前应用最广的钛合金。其中有代表性的为 Ti-6AI-4V合金(TC4 ) 。TC4 经 930、1 小时淬火固溶,然后再 TC4 的耐热型也比较好,还有很好的低温性能,可用于-196。12. GCr15
20、(轴承钢)的一些热处理常识轴承钢的热处理工艺主要为球化退火、淬火和低温回火。GCr15 经过球化退火后硬度170207HBS,淬火温度为 830860,回火温度为 140160(36 小时)59 64HRC。某些精密的轴承钢零件,为减小变形,稳定尺寸,必须在淬火后低温回火前进行一次冰冷处理,使其奥氏体继续转变,以减少残余奥氏体的数量提高硬度,冷处理实际上是淬火过程的继续。一般冷处理的温度可在-40-70之间进行,保温 1.5 小时左右,由于奥氏体的陈化稳定现象,冷处理必须在淬火后立即进行,生产中要求从淬火完了到冷处理开始之间停留时间不得超过 4 小时,停留时间过长将直接影响冷处理的效果,而且还
21、应注意不要将淬火后,尚未冷透的轴承钢零件马上进行冷处理,易使零件发生开裂。同样原因,也不能将冷处理后温度尚未回升到室温的轴承钢零件马上进行回火。13. 球墨铸铁为什么要进行淬火和回火?常用的热处理工艺和热处理后的性能如何?对球墨铸铁进行淬火及回火的目的在于提高它的性能。因为球墨铸铁在热处理中的相转变规律与钢相似,因此,完全可以通过淬火及回火等热处理方法,改变球墨铸铁的性能,提高铸铁的寿命。目前,球墨铸铁的常用热处理工艺(最终热处理)主要是调质。即常用的球墨铸铁工件于 850900加热淬火(保温 14 小时) ,并在 550600的高温中回火(保温 46 小时) 。处理后的机械性能优于正火工件。
22、 b=80100 =1.7 2.7 k=2.63.214. 球墨铸铁的低温机械性能铁素体球铁在低温下的抗拉强度随温度下降而升高,珠光体球铁则反之。这两种铸铁的延伸率在低温下都有所下降,但铁素体球铁的下降幅度较大。球铁在低温下的冲击值与温度有很大关系。一般将冲击值开始急剧下降的温度作为韧性- 脆性转变温度。铁素体球铁的冲击值远高于珠光体球铁,韧性-脆性转变温度远低于室温(在 -50) 。珠光体球铁的韧性-脆性转变温度在室温一下。铁素体球铁的低温冲击值随含磷量升高而急剧降低;提高含硅量使低温冲击值迅速下降,并使韧性- 脆性转变温度向室温移动;锰在铁素体球铁中提高脆性转变温度,提高锰量使低温冲击值迅
23、速下降。为了获得较好的低温冲击性能应严格控制磷、硅、锰含量。承受冲击载荷的零件,应根据载荷性质选择合适的球铁。承受小能量多次冲击的零件建议选用强度较高的珠光体或回火索氏体球铁,当零件有可能承受大能量冲击时,可以考虑采用铁素体球铁。在负温下承受冲击载荷的零件特别要注意球铁的韧性-脆性转变温度,一般以选用铁素体球铁较为合适。铁素体球铁的基体组织为退火铁素体(高温退火900左右) 。牌号为 QT400-18, b=400500MPa =15 25% HBS:17915. 什么是钢的氮化处理?氮化处理的目的和特点是什么?它的应用范围如何?将氮渗入工件表面层的化学热处理称为渗氮。渗氮也称为氮化。氮化处理
24、的目的是提高工件的表面性能,如表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合能力、耐蚀性、抗回火软化能力等,从而提高工件的使用寿命。一般氮化具有下述几个特点。氮化处理的温度范围在 480600之间。氮化对材料所含合金元素较敏感。含 Al、Cr、V、Ti、Mo、W 等合金元素的钢,氮化效果较好。碳不利于渗氮,一般不希望氮化钢中有太高的含碳量。但是含碳量太低,既不能保证表面有足够的硬度,也不能保证心部具有一定的综合机械性能。因此,渗氮钢的含碳量一般控制在 0.30.5% 范围内。渗层较薄。当氮化温度在 500560,氮化层厚度为 0.40.5mm。一般需要40 70 小时。钢在氮化后,不再需要进行淬火便具有很
25、高的表层硬度(HV850) ,及耐磨性。并且氮化层具有高的热硬性。 (在 600650加热仍有较高的硬度)变形很小。它与渗氮、感应表面淬火相比变形小很多,氮化后一般不需要经过任何机械加工。只需精磨或研磨抛光即可。一般放精磨余量在直径方向上为 0.10.15mm。常有氮化结构钢有:38CrMoAlA、20Cr 、40Cr、40CrNiMoA 、30CrMnSiA 、18CrNiWA、30CrMo、50CrVA、40CrMoE 等等。关于氮化层深度的选择,对不同零件应有区别。一般不超过 0.60.7mm。为减少零件在氮化处理中变形,在切削加工后,一般需进行消除应力的高温回火(即高温时效,对于38C
26、rMoAl 钢,以 650为最理想,时间一般为 68 小时,保温后随炉缓慢冷却到室温。这样,零件在氮化后的弯曲变形一般可控制在 0.05mm 以内) 。粗加工后,留粗磨余量(氮化前)直径方向 1mm 左右,粗磨后直径留量 0.30.4mm。氮化零件工艺路线如下:锻造-退火-粗加工-调质- 精加工-除应力(高温回火)-粗磨-氮化 -精磨或研磨。16. 一些常用的热处理方法在机加工工艺中的位置铸铁件一些断面变化较大或形状复杂的铸件,在冷却过程中,由于各部位冷却速度不同,收缩情况不一样,因而金属内部常存在着不同程度的应力。这不仅使铸件的强度降低,而且日久之后,特别是经过机加工后,会由于内应力的重新平
27、衡而引起零件的变形,因此精度要求较高的或大型的铸件(如:床身、曲轴箱、压缩机气缸体等)在铸造后, (机械加工之前)通常都要求进行一次消除应力的处理-时效。某些零件还需在粗加工之后再进行一次时效(如压缩机气缸体、活塞等) 。碳钢件正火与退火从切削加工性能方面考虑:金属的切削性能,主要包括硬度、加工粗糙度及刀具的磨损等。一般来说,金属硬度在 170230HBS 范围时,切削性能比较良好。因此,低、中碳钢以正火作为预先热处理比较合适,高碳结构钢和工具钢则以退火较好。至于合金钢,由于合金钢,由于合金元素的加入,对钢的硬度有所提高,故在大多数情况下,中碳以上合金钢都需要退火,而不适宜正火。从使用性能方面
28、考虑:如果钢件的性能要求不太高,随后不准备再进行淬火与回火,则往往可以用正火来提高机械性能;但如果零件形状比较复杂,正火的冷却速度有形成裂纹的危险,则应退火。另外,从较少最终热处理(淬火)的变形开裂倾向来看,正火也不如退火。从经济方面考虑:正火比退火的周期短,耗热量少,且操作简单,故在可能的条件下,应优先考虑以正火代替退火。不锈钢材质的零件,锻造后宜用退火处理(不用正火处理) 。以防止零件因出炉较早而产生微裂等缺陷,较少白点出现。球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢,如刀具、量具、模具以及轴承钢等。作用是降低硬度、改善切削加工性能,并为淬火做好准备。淬火与回火在生产中,常根据淬火、回火后的
29、硬度是否便于切削加工(某些零件需考虑其使用性能) ,将淬火、回火后的工件分为两大类淬硬件:包括低、中温回火件。 硬度3035HRC调质件:即高温回火件。硬度3035HRC淬硬件,因淬火、回火后加工较困难,故各种切削加工均放在淬火、回火之前,而仅把磨削加工放在最后。一般工艺路线为:下料-粗、精加工(留磨量)-淬火、回火-磨削加工。调质件因淬火、高温回火后,硬度不高,便于切削加工,所以调质处理往往安排在粗车与精车之间,以便在精车过程中,修正调质处理过程中所带来的变形。什么是铁碳合金状态图?铁碳合金状态图是反映铁碳合金相变规律的图解,它不仅可以表明平衡条件下任一铁碳合金的成分、温度与组织之间的关系,
30、而且可以推断其性能与成分或温度的关系。因此铁碳合金状态图是研究钢铁的成分、组织与性能之间关系的理论基础,也是制定热处理工艺的重要依据。在铁碳合金状态图中横坐标表示含碳量,纵坐标表示温度。当铁碳合金中的含碳量超过 6.69%时,就没有多少使用价值,因此,在铁碳合金状态图中只研究含碳量低于 6.69%的铁碳合金。什么是沸腾钢?什么叫镇静钢?冶炼时仅加入弱脱氧剂,钢液中留有相当数量的 FeO,浇铸与凝固时碳和 FeO 反应不断析出 CO,引起钢液沸腾,故称沸腾钢。这种钢成材率高、成本低,但钢锭中有小气泡,剖析严重,不允许用于重要的压力容器。镇静钢是钢液浇铸前用锰铁、硅铁和铝进行充分的脱氧,凝固时 C
31、O 析出很少,不沸腾,所以叫做镇静钢,镇静钢钢锭致密,质量较好,但成材率低,成本较高。低温压力容器受压元件用钢应满足那些要求?“低温容器”受压元件用钢必须是镇静钢。用于容器壳体钢板的厚度大于 20mm 时,应逐张进行超声波探伤检验,要求按JB4730-94压力容器无损检测规定的 III 级为合格。凡是受压元件用钢需进行低温夏比(V 型缺口)冲击试验复验。A 试验方法,应符合 GB4159-84金属低温夏比冲击试验方法的规定。B 冲击试样按 GB2106-80金属(V 型缺口)夏比冲击试验方法规定的10X10X55mm 标准试样,若无法制备标准试样时也可采用 5X10X55mm 小尺寸试样。C
32、钢板每批取一组试样(3 个) ,试样方向为横向。D 钢管每批中的任意两根钢管上各取一组试样,取样位置应靠近钢管内壁,方向一般为纵向。E 锻件,按 JB4727-94低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件规定的取样数量和取样部位切取试样。F 钢棒,在经最终热处理的每批钢棒中任选两根,每根取一组试样,方向为纵向。试样的纵轴应尽量位于钢棒半径的 1/2 处。G 试验温度须低于或等于容器或其受压元件的最低设计温度。H 冲击试样的合格标准:一组 3 个试样的冲击功平均值不得低于规定值。允许一个以下的试样的冲击功小于规定值,但不得小于规定值的 70%。低温容器对锻件的低温冲击试验有什么要求?制造低温压力容器的
33、锻件应符合 JB4727-94低温压力容器用碳素钢和低合金钢锻件的规定,即 3 个试样的冲击功平均值不低于规定值,允许一个试样的冲击功低于规定值,但不得低于规定值的 70%。如果试验结果不符合上述要求,可以在同一试板上再取 3 个试样,前后 6 个试样的平均值应不小于规定值,低于规定值的试样不得多于 2 个,低于规定值的 70%的试样不得多于一个。退火和回火都可以消除内应力,但在生产中却不能通用,为什么?原因是:退火和回火因加热温度不同、组织转变不同,说获得的性能也不同。退火主要用于消除铸件、锻件、焊接件、冲压件和机械加工件中的内应力,它不和淬火并用;而回火是用于消除淬火件的内应力,是淬火后采
34、用的热处理工艺。某些淬透性很高的合金钢,在锻造正火后还要用高温回火来软化、消除内应力,是因为对于此类钢件,正火也可获得马氏体淬火组织所致。 s是使试样产生屈服现象时的应力值,用于测定有明显屈服点材料的屈服强度。 0.2是使试样产生塑性变形 0.2%时的应力,用于测定无明显屈服点材料的条件屈服强度。灰口铸铁为什么一般不进行淬火和回火,而球墨铸铁可以进行这类热处理?灰口铸铁中的石墨是片状的,对基体的割裂作用大。热处理只能改变基体组织,不能改变石墨的形状和分布。强化基体的热处理对灰口铸铁效果不大。所以灰口铸铁一般不进行这类热处理。球墨铸铁的石墨是球状的,对基体的割裂作用小,基体的强度利用率可达709
35、0%,所以球墨铸铁可以进行这类热处理。总之凡能强化基体的各种热处理方法,对球墨铸铁都非常有效。常对球墨铸铁使用的热处理有以下几种:高温退火和低温退火、正火、等温淬火、调质处理等。碳钢中含有一定数量的 Si、Mn,有固溶强化作用,可提高其强度和硬度。Si 还可以提高钢的弹性;Mn 可细化珠光体,形成合金渗碳体,并减少 S 的有害作用。因此,Si 和 Mn属于有益元素。在碳钢中 Si 的含量一般为 0.170.37%,Mn 的含量一般为0.250.80%。P 和 S 是碳钢中的有害杂质,其主要影响是可分别造成碳钢的冷脆性和热脆性,此外还有易形成偏析、降低焊接性等害处,因此通常都必须加以严格的限制。一般碳钢中 P 的含量均不超过 0.045%,S 的含量不超过 0.055%。一般说来钢的质量主要看 P、S含量的高低,越是优质高级的钢种,其 P、S 含量越低。为防止灰口铸铁件切削后的变形,通常在切削加工之前进行一次消除应力退火。这种退火也称人工时效。即:将铸件以 60100/h 的速度缓慢加热到 500600,经长时间保温后(一般为 48h)以 2050/h 的速度随炉缓慢冷却到 200左右出炉空冷。经人工时效后,可消除内应力达 90%以上,从而防止或改善切削后的变形。