什么是熱處理?
1. 什么是熱處理?熱處理工藝中的三要素?
答:熱處理是鋼在固態(tài)下加熱到預(yù)定的溫度,保持一定的時(shí)間,然后以某種冷卻方式冷卻下來(lái)的一種加工工藝。其工藝過(guò)程是:加熱-----保溫------冷卻。
金屬熱處理的目的就是使金屬材料、制品的局部或整體的材料性能得到改善,熱處理工藝方法,就是將金屬加熱到預(yù)定溫度保溫一定時(shí)間然后進(jìn)行冷卻的過(guò)程。
對(duì)于鋼鐵的加熱來(lái)說(shuō),“溫度”是第一重要的,是最為敏感的,溫度的準(zhǔn)確性是熱處理的第一步。“加熱時(shí)間”的長(zhǎng)短因不同的鋼中、爐型、裝爐等有關(guān),有些人對(duì)此不是十分重視,往往從硬度上衡量都能滿足,但是從其他力學(xué)性能上往往存在潛在不合格,只有使用了以后才能知道熱處理質(zhì)量的好壞。“速度”在熱處理工藝過(guò)程中是最難掌握且十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié),這個(gè)技能的掌握需要較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際訓(xùn)練和摸索,而且需要較好的理論基礎(chǔ)作為支持,才能得到提高。
熱處理工藝過(guò)程的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律包括:鋼件的加熱轉(zhuǎn)變,理論依據(jù)是鐵碳相圖;鋼的冷卻轉(zhuǎn)變包括:珠光體轉(zhuǎn)變、馬氏體轉(zhuǎn)變、貝氏體轉(zhuǎn)變、回火轉(zhuǎn)變,理論依據(jù)是CCT、TTT、以及淬透性曲線等,
根據(jù)鋼的組織轉(zhuǎn)變規(guī)律制訂的具體熱處理加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻方式等參數(shù)就是熱處理工藝參數(shù)。
熱處理工藝中的“三要素”是:溫度、時(shí)間、(加熱和冷卻)速度。這三個(gè)要素貫穿于熱處理技術(shù)工人或技術(shù)人員的操作技能訓(xùn)練的整個(gè)過(guò)程,是培養(yǎng)熱處理工藝人才的關(guān)鍵。
2. 工件三要素是什么?
答:相同材料的零件,因其大小、形狀不同,熱處理的效果就不同。
(1)尺寸效應(yīng):鋼材的力學(xué)性能隨其形狀、尺寸的改變而變動(dòng)。通常是尺寸愈大,在相同的冷卻介質(zhì)中熱處理的淬透深度變淺,力學(xué)性能愈低。
(2)質(zhì)量效應(yīng):指零件的質(zhì)量(重量)不同,熱處理的最終結(jié)果不同,尤其在淬火工藝中表現(xiàn)最明顯。通常工件直徑越粗,越難以淬透。工件越大,淬火越難。質(zhì)量不同造成的熱處理結(jié)果差別就大。
質(zhì)量效應(yīng)是從工件大小的角度分析淬火效果。淬透性是從鋼材的材料角度分析淬火效果。淬透性好的工件的質(zhì)量效應(yīng)就小,也就是說(shuō),淬透性能改善質(zhì)量效應(yīng)。
(3)形狀效應(yīng):指淬火效果受零件形狀的影響,棒、板、球的形狀不同,它們的淬火效果不同,此外,相同零件上的不同淬火部位的冷卻方式有差異,淬火效果也不同。
工件的“尺寸、質(zhì)量、形狀”就是工件的三要素。
在編制熱處理工藝規(guī)范時(shí),熱處理工藝三要素必須和熱處理工件三要素結(jié)合起來(lái),不能分割,參閱各種手冊(cè)中熱處理CCT、TTT等曲線時(shí)更不能忽略熱處理工件的三要素。工件的表面和工件心部的加熱、冷卻中的溫度差異。
3. 熱處理工藝過(guò)程和基本知識(shí)之間的關(guān)系是什么?
答:必須具備的基礎(chǔ)知識(shí)包括:
⑴鐵碳相圖、相圖中的基本組織狀態(tài)、鐵碳合金的平衡轉(zhuǎn)變過(guò)程、鐵碳相圖的應(yīng)用范圍;
⑵連續(xù)加熱時(shí)的組織轉(zhuǎn)變;
⑶奧氏體冷卻時(shí)的組織轉(zhuǎn)變以及各種組織的獲得方法;
⑷冷卻轉(zhuǎn)變曲線以及其應(yīng)用;
⑸淬透性曲線以及其應(yīng)用;
⑹合金元素對(duì)加熱轉(zhuǎn)變和冷卻轉(zhuǎn)變的影響;
⑹各種冷卻介質(zhì)的特性以及其應(yīng)用;
4. 熱處理工藝人員和操作人員必備基礎(chǔ)知識(shí)有哪些?
答:熱處理操作人員,包括熱處理工藝人員應(yīng)該掌握的基礎(chǔ)知識(shí)有:
⑴金屬學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí):晶體結(jié)構(gòu)初步知識(shí)、結(jié)晶和同素異構(gòu)初步知識(shí)、相圖和杠桿定律。固體金屬擴(kuò)散的初步知識(shí)。比較重要的知識(shí)是鐵碳(Fe-Fe3C)相圖知識(shí)。
⑵金屬熱處理原理知識(shí):
熱處理金相組織的種類:珠光體、奧氏體、索氏體、屈氏體、托氏體、貝氏體、馬氏體、魏氏體。
各種熱處理金相組織的性能、組織形態(tài)、組織和工藝的關(guān)系。
各種熱處理轉(zhuǎn)變曲線的讀圖和使用方法。尤其是冷卻轉(zhuǎn)變曲線CCT圖。
⑶化學(xué)熱處理的基本知識(shí):化學(xué)熱處理過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)、工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響、常用氣氛的組成。
⑷合金結(jié)構(gòu)鋼、工具模具鋼、軸承鋼、不銹鋼、鑄鐵、有色金屬等各類鋼種的基本知識(shí)。熱處理缺陷的產(chǎn)生原因和預(yù)防方法。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的整個(gè)工藝過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的因素能作出事前判斷。返修品的處理措施。
⑸常用輔助材料的基本知識(shí):
各類鹽、淬火油、防氧化脫碳涂料、石棉等工藝材料知識(shí)的掌握。
⑹熱處理常用設(shè)備:加熱設(shè)備、冷卻設(shè)備、附屬設(shè)備(校直、噴砂、冷處理、液氮、制氮機(jī))、真空泵、熱工儀表、檢測(cè)硬度計(jì)等的使用、性能、安全規(guī)程。耐火材料知識(shí)。筑爐知識(shí)。
⑺火花鑒別知識(shí)。
⑻電工學(xué)的基本知識(shí)。
⑼機(jī)械識(shí)圖的知識(shí)。
⑽熱處理質(zhì)量管理體系知識(shí)。
⑾安全文明生產(chǎn)知識(shí)。