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軸承知識
高溫形變淬火工藝

高溫形變淬火是將鋼材或工件毛坯加熱至穩(wěn)定奧氏體區(qū)域,保溫適當時間后,在再結(jié)晶溫度以上進行形變并淬火的熱處理工藝。這種方法能夠提高鋼的強度,改善塑性、韌性,減小回火脆性的敏感性,提高在低溫環(huán)境下的脆斷抗力。與普通熱處理比較,某些鋼材經(jīng)高溫形變淬火,能提高抗拉強度10%~30%,提高塑性40%~50%。一般非合金鋼、低合金鋼均可采用這種熱處理。已在多種調(diào)質(zhì)鍛件上獲得應(yīng)用。

高溫形變淬火工藝對鋼材無特殊要求,在碳鋼及低合金鋼上均可實現(xiàn)。此外,由于形變溫度較高,形變易于進行,所以在一般鍛軋設(shè)備上都可進行形變,故得到了比低溫形變淬火更廣泛的應(yīng)用。

經(jīng)高溫形變淬火后鋼材的拉伸性能可達到:抗拉強度2058~ 2646MPa,屈服點1862~2254MPa,伸長率70%~10%,斷面收縮率25%~40%。與普通熱處理相比較,高溫形變淬火可使鋼材的拉伸性能提高10%~30%,有時可達40%,塑性提高40%~50%,高溫形變淬火對鋼材有良好的強韌化效果,可有效地提高工件在復雜應(yīng)力下工作的可靠性。

高溫形變淬火還能顯著地提高鋼的沖擊韌度,在排除非馬氏體組織的情況下,高溫形變淬火能夠降低不可逆回火脆性,消除可逆回火脆性。

高溫形變淬火對鋼材的疲勞極限也有良好的作用。例如,經(jīng)高溫形變淬火及300℃回火后,55Si2、50CrMnA鋼的疲勞極限分別為617MPa和588MPa,而經(jīng)普通熱處理后的疲勞極限則分別為519MPa和510MPa,即疲勞極限提高了20%左右。此外,高溫形變淬火還可以提高鋼材的熱強性、斷裂韌度及裂紋擴展功等。

工藝參數(shù)對高溫形變淬火的強韌化效果有很大的影響。因此,選擇合適的工藝參數(shù)就顯得特別重要。高溫形變淬火的工藝參數(shù)包括:形變溫度、形變量、形變后淬火前的停留時間及形變淬火后的回火溫度等。

(1)形變溫度。形變溫度越低,形變淬火后的強度越高,從提高鋼材強度的角度出發(fā),形變溫度應(yīng)盡可能低些,以防高溫形變后淬火前(或高溫形變過程中)奧氏體發(fā)生再結(jié)晶而影響高溫形變淬火的強韌化效果。

(2)形變量。在高溫形變淬火時,形變量與鋼材強韌性效果之間的關(guān)系比較復雜,常因鋼材的化學成分不同而分為兩種類型:一種是隨著高溫形變淬火時形變量的增大,鋼材的強度、塑性不斷增加,這種類型的鋼材如45CrNiMnSiMoV、40Cr2Ni4SiMo鋼等;另一類是在高溫形變淬火時,鋼材的拉伸性能隨著變形量的增大先增后減。高溫形變淬火時,形變量為25%~40%鋼的強度及塑性最優(yōu),隨著形變量繼續(xù)增大,拉伸性能隨之降低,即存在一最佳變形量。對于一般鋼材,高溫形變淬火時的最佳形變量為25% ~40%,強韌化效果達到極值。上述現(xiàn)象是由于在高溫形變淬火時,鋼材的形變強化與形變過程中或變形后淬火前奧氏體的再結(jié)晶弱化綜合作用的結(jié)果。

Cr、Mo、W、V、Mn、Ni和Si等合金元素延緩奧氏體的再結(jié)晶過程,所以鋼中如含有這類元素數(shù)量較多,即使高溫形變量很大,再結(jié)晶也不易進行,因而強韌化效果隨變形量的增大而增大。相反在其他成分的鋼中,當形變量不大時,形變強化起主導作用,因此,隨著形變量的增大,強化效果增大;超過最佳形變量后,隨著形變量的增大,奧氏體的再結(jié)晶弱化起主導作用,強化效果隨之降低。

(3)形變后淬火前的停留時間。高溫形變淬火過程中,形變后淬火前的停留時間對鋼的強化效果有影響,效果也因鋼材成分不同而已。一般規(guī)律是:對碳鋼及低合金鋼要求形變后立即淬火;對中合金鋼則允許有一段時間的停留;而對于高合金鋼,為了得到最佳的力學性能,形變后必須有一較長時間的停留。

(4)回火溫度。高溫形變淬火后必須進行回火處理,回火工藝則因工件的用途不同而異。對高強度結(jié)構(gòu)件可進行低溫(100~ 200℃)回火,要求塑性高,在低溫或高溫工作的工件則應(yīng)進行高溫回火。應(yīng)該指出,對相同類型的工件,經(jīng)高溫形變淬火后,可應(yīng)用比普通淬火后低的回火溫度,而不致發(fā)生脆性斷裂。

來源:網(wǎng)絡(luò)

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發(fā)布時間:2025-04-15


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