基本內容
正火
,又稱常化,是將工件加熱至Ac3(Ac是指加熱時自由鐵素體全部轉變為奧氏體的終了溫度,一般是從727℃到912℃之間)或Acm(Acm是實際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線 )以上30~50℃,保溫一段時間後,從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在於使晶粒細化和碳化物分布均勻化。正火與退火的不同點是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快,因而正火組織要比退火組織更細一些,其機械性能也有所提高。另外,正火爐外冷卻不占用設備,生產率較高,因此生產中儘可能採用正火來代替退火。對於形狀複雜的重要鍛件,在正火後還需進行高溫回火(550-650℃)高溫回火的目的在於消除正火冷卻時產生的應力,提高韌性和塑性。
正火的主要套用範圍有:
①用於低碳鋼,正火後硬度略高於退火,韌性也較好,可作為切削加工的預處理。
②用於中碳鋼,可代替調質處理(淬火+高溫回火)作為最後熱處理,也可作為用感應加熱方法進行表面淬火前的預備處理。
③用於工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等,可以消降或抑制網狀碳化物的形成,從而得到球化退火所需的良好組織。
④用於鑄鋼件,可以細化鑄態組織,改善切削加工性能。
⑤用於大型鍛件,可作為最後熱處理,從而避免淬火時較大的開裂傾向。
⑥用於球墨鑄鐵,使硬度、強度、耐磨性得到提高,如用於製造汽車、拖拉機、柴油機的曲軸、連桿等重要零件。
⑦過共析鋼球化退火前進行一次正火,可消除網狀二次滲碳體,以保證球化退火時滲碳體全部球粒化。
正火後的組織:亞共析鋼為F+S,共析鋼為S,過共析鋼為S+二次滲碳體,且為不連續。
正火主要用於鋼鐵工件。一般鋼鐵正火與退火相似,但冷卻速度稍大,組織較細。有些臨界冷卻速度(見淬火)很小的鋼,在空氣中冷卻就可以使奧氏體轉變為馬氏體,這種處理不屬於正火性質,而稱為空冷淬火。與此相反,一些用臨界冷卻速度較大的鋼製作的大截面工件,即使在水中淬火也不能得到馬氏體,淬火的效果接近正火。鋼正火後的硬度比退火高。正火時不必像退火那樣使工件隨爐冷卻,占用爐子時間短,生產效率高,所以在生產中一般儘可能用正火代替退火。對於含碳量低於0.25%的低碳鋼,正火後達到的硬度適中,比退火更便於切削加工,一般均採用正火為切削加工作準備。對含碳量為0.25~0.5%的中碳鋼,正火後也可以滿足切削加工的要求。對於用這類鋼製作的輕載荷零件,正火還可以作為最終熱處理。高碳工具鋼和軸承鋼正火是為了消除組織中的網狀碳化物,為球化退火作組織準備。
普通結構零件的最終熱處理 ,由於正火後工件比退火狀態具有更好的綜合力學性能,對於一些受力不大、性能要求不高的普通結構零件可將正火作為最終熱處理,以減少工序、節約能源、提高生產效率。此外,對某些大型的或形狀較複雜的零件,當淬火有開裂的危險時,正火往往可以代替淬火、回火處理,作為最終熱處理。
目的
(1)去除材料的內應力
(2)降低材料的硬度,提高塑性
這樣是為了接下來的加工做準備。和退火差不多的作用,只是為了提高效率,降低成本。
熱處理工藝
鋼的熱處理種類分為整體熱處理和表面熱處理兩大類。常用的整體熱處理有退火,正火、淬火和回火;表面熱處理可分為表面淬火與化學熱處理兩類。
正火是將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50℃,保溫適當時間後,在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細化組織,改善鋼的性能,獲得接近平衡狀態的組織。
正火與退火工藝相比,其主要區別是正火的冷卻速度稍快,所以正火熱處理的生產周期短。故退火與正火同樣能達到零件性能要求時,儘可能選用正火。大部分中、低碳鋼的坯料一般都採用正火熱處理。一般合金鋼坯料常採用退火,若用正火,由於冷卻速度較快,使其正火後硬度較高,不利於切削加工。