接受高负荷和冲击负荷的零件需要高强度,但同时也需要足够的韧性。满足这种性能要求的是合适的调质钢。调质钢的热处理方法是:淬火后,接着在5OO℃-7OO℃之间回火。这种热处理方法称为调质。
调质主要用于传动轴、曲轴、螺栓、杆、螺钉、 连杆等锻件。
通过调质使锻件具有高强度和良好任性。
调质时的回火温度在500℃-700℃之间,明显高于淬火后的回火温度(图2)。
非合金钢和合金钢都可以调质。非合金调质钢中含碳0.2%-0.6%,合金调质钢中添加了少量的铬、钼、镍或锰。
经常使用的调质钢有:C45E,28Mn6, 42CrMo4。通过调质可达到的强度:非合金钢最大可达1000N/mm?,合金钢最大可达1400N/mm?。
调质曲线图表
淬火后的钢非常硬,并具有高强度,但很脆,易断裂。而后续的回火工序降低了硬度、抗拉强度和屈服强度,但增加了材料的韧性和断裂延伸率。
我们从调质曲线图表可以看到钢通过回火所获得的机械性能。
举例:调质钢C45E回火至550℃可达到如下机械性能:抗拉强度ftm=730 N/mm2,屈服强度扎=390 N/mm2, 断裂延伸率A=16%。
调质时材料内部的变化过程
骤冷后形成针状马氏体(图4),一种脆硬的组织①。
回火至400℃时,部分马氏体分解变成精细分布的铁素体和在剩余马氏体中析出的针状渗碳体②。随着回火温度的增加,马氏体的分解加快。回火温度达到550℃时,马氏体已完全分解成铁素体和针状渗碳体③。当回火温度达到700℃时,针状渗碳体终于聚集成为渗碳体晶粒④。
调质锻件的热处理
调质锻件的热处理方法有退火处理和调质。
退火处理时,根据需要可分别采用软化退火和正火,前者的目的是使条状渗碳体转变成细晶粒渗碳体,后者的目的则是获得均匀细密的组织。
调质是调质钢的标准热处理方法。调质的目的是使材料获得高强度和高屈服强度以及良好的初性(高断裂延伸率)。
根据回火的温度,可使锻件通过回火达到更高的强度或更好的韧性。因此,我们将调质锻件分为硬度调质和初性调质锻件。
从调质曲线中可读取达到所需硬度与韧性比例而要求的调质钢回火温度, 钢材制造商为每一种标准化调质钢都制定了这样的调质曲线。
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