起重運輸機械鋼件的熱處理

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　　我們經常看到有人問起重輪和車軸的熱處理。前段時間查閱技術文件時，我們發現HB的硬度應寫為淬火和回火后的HRC。這是個常規性的問題。將數據組織為post。

　　一、退火

　　把鋼加熱到一定溫度，保持一定時間，然后慢慢冷卻到室溫。目的是：

　　① 降低鋼材硬度，提高塑性，便于切割和冷變形;

　　② 細化晶粒，統一鋼的組織，提高鋼的性能，為后期熱處理做好準備;

　　③ 消除鋼中的內應力。防止零件加工后變形、開裂。

　　退火分為完全退火、球化退火和應力消除退火

　　1、完全退火

　　熱鋼件在30～50℃以上達到臨界溫度(不同鋼材的臨界溫度也不同，一般為710～750℃，個人合金鋼的臨界溫度可達800～900℃)，保溫一段時間，然后緩慢冷卻爐(或埋在沙子中)。其目的是細化晶粒，使組織均勻，降低硬度，消除內應力，完成退火。適用范圍：含碳量小于0.8%的鍛件或鑄鋼件。

　　2、球化退火

　　鋼構件加熱*臨界溫度以上20-30℃，保溫后緩慢冷卻*500℃以下，然后排*風冷。其目的是降低鋼的硬度，提高可加工性，為后續淬火做準備，從而減少淬火和球化退火后的變形和開裂。適用范圍：含碳量大于0.8%的碳鋼及合金工具鋼。

　　3、減壓退火

　　將鋼制零件加熱到500-650℃一段時間，然后緩慢冷卻(一般采用爐冷)。其目的是消除鋼制零件在焊接和冷矯直過程中的內應力，消除精密零件在切割過程中的內應力，以防止在后期加工和使用過程中產生變形。適用于：各種鑄件、鍛件、焊接件、冷擠壓件。

　　二、正火

　　將鋼加熱到臨界溫度以上40～60℃，保持一定時間，然后在空氣中冷卻。目的是：

　　① 改善結構和加工性能;

　　② 對于機械性能較低的零件，常采用正火作為*終熱處理方法;

　　③ 消除內部壓力。

　　起重運輸機械鋼件的熱處理

　　三、淬火

　　將鋼件加熱到淬火溫度，保持一段時間，然后在水、鹽水或油(空氣中的單個材料)中快速冷卻。目的是：

　　① 具有較高的硬度和耐磨性;

　　② 鋼經過回火后，可獲得高強度、高彈性、高韌性等特殊性能。

　　淬火可分為單流體淬火、雙流體淬火、火焰表面淬火和表面感應淬火

　　1、單液淬火

　　將鋼制零件加熱到淬火溫度，保溫后在淬火劑中進行單液淬火冷卻，僅適用于形狀簡單、技術要求低的碳鋼和合金鋼零件。淬火時，直徑或厚度大于5-8mm的碳鋼零件用鹽水或水冷卻;合金鋼零件采用油冷卻。

　　2、雙液淬火

　　把鋼加熱到淬火的溫度。保溫后，在水中快速冷卻*300~400℃，然后在油中冷卻。

　　3、火焰表面淬火

　　火焰表面淬火適用于大型中碳鋼和中碳合金鋼零件，如曲軸、齒輪、導軌等，表面堅硬耐磨，能承受沖擊載荷。

　　4表面感應淬火

　　將鋼件放入感應器。電感器在一定頻率的交流電作用下產生磁場。在磁場的作用下，工件產生感應電流，使工件表面迅速加熱(2-10min)到淬火溫度。這時，水立即噴在鋼材表面。感應淬火零件表面堅硬耐磨，而芯部保持良好的強度和韌性。表面感應淬火適用于中碳鋼和中碳合金鋼。

　　四、回火

　　淬火鋼件加熱到臨界溫度以下，保持一段時間，然后在空氣或油中冷卻。回火在淬火后立即進行，是熱處理的*后一道工序。目的是：

　　① 得到了所需的力學性能。一般來說，淬火后零件的強度和硬度都有很大提高，但塑性和韌性卻明顯降低。零件的實際工作條件要求有良好的強度和韌性。通過選擇合適的回火溫度可以獲得所需的力學性能;

　　② 結構穩定，尺寸穩定;

　　③ 消除內部壓力。

　　回火可分為低溫回火、中溫回火和高溫回火

　　1、低溫回火

　　將淬火鋼加熱*150~250℃，在此溫度下保持一定時間，然后在空氣中冷卻。低溫回火主要用于刀具、量具、模具、滾動軸承和滲碳件。目的是消除鋼制零件淬火時產生的內應力。

　　2、中溫回火

　　淬火鋼件加熱*350～450℃，保溫一段時間后冷卻。一般用于各種彈簧及熱沖壓模具零件。其目的是獲得高彈性、高韌性和高硬度的鋼制零件。

　　3、高溫回火

　　淬火鋼件加熱*500～650℃，保溫后冷卻。主要用于要求高強度和韌性的重要結構件，如主軸、曲軸、凸輪、齒輪、連桿等，其目的是使鋼制零件獲得較好的綜合機械性能，即具有較高的強度、韌性和足夠的硬度，以消除內應力由淬火引起的。

　　五、調質

　　淬火鋼零件的高溫回火(500～600℃)通常用于軸、齒輪、連桿等重要結構件，回火一般在粗加工后進行。目的是：

　　晶粒細化能使鋼件獲得較高的韌性和足夠的強度，使其具有良好的綜合力學性能。

　　六、時效處理

　　1、手動處方

　　淬火后的鋼長時間加熱到100-160℃，然后冷卻。

　　2、天然處方

　　鑄件露天放置，鋼件(如長軸、絲杠等)置于海水中，或長時間懸掛或輕敲時，應先對自然老化的零件進行粗化處理。

　　其目的是消除內應力，減少零件變形，穩定尺寸，對于精度要求較高的零件更為重要。

　　七、化學熱處理

　　鋼鐵零件被放入含有一些活性原子(如碳、氮、鉻等)的化學介質中，通過加熱、保溫、冷卻等方法，一些原子介質可以滲入鋼鐵表面，改變表面的化學成分。鋼的表面部分有一些特殊的性能。

　　化學熱處理可分為滲碳、滲氮和氰化

　　1、滲碳

　　把碳原子滲入鋼表面。常用于車輪、齒輪、軸、活塞銷等耐磨、沖擊零件，其目的是使表面具有較高的硬度(hrc60-65)和耐磨性，同時中心仍保持較高的韌性。

　　2、滲氮

　　氮原子穿透鋼的表面。常用于重要螺栓、螺母、銷釘等零件上。目的是提高鋼表面的硬度、耐磨性和耐腐蝕性。

　　3、氰化物法

　　適用于低碳鋼、中碳鋼或合金鋼零件及高速鋼工具。目的是提高鋼表面的硬度和耐磨性。

　　八、發黑

　　金屬零件在強堿和氧化劑溶液中加熱和氧化，在金屬零件表面形成磁性氧化鐵薄膜。常用低碳鋼和低碳合金工具鋼。

　　由于材料等因素的影響，該膜的顏色為黑色、黑色、紅棕色和棕褐色，厚度為0.6~0.8μm，目的是在淬火和消除壓力時，防止生銹，增加金屬表面的外觀和光澤。

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