常用軸的材料有哪幾種?其熱處理的方式有哪些?熱處理的目的是什麼

2021-03-28 18:31:35 字數 5596 閱讀 9086

1樓:春素小皙化妝品

常用軸的材料有35、45、50等優質碳素結構鋼、合金鋼。熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程,有時只有加熱和冷卻兩個過程。金屬熱處理是機械製造中的重要工藝之一,與其他加工工藝相比,熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學成分,而是通過改變工件內部的顯微組織,或改變工件表面的化學成分,賦予或改善工件的使用效能。

其特點是改善工件的內在質量,而這一般不是肉眼所能看到的。為使金屬工件具有所需要的力學效能、物理效能和化學效能,除合理選用材料和各種成形工藝外,熱處理工藝往往是必不可少的。

2樓:革向南虎昶

軸的材料種類很多,具體根據軸的用途、軸的型別、軸的大小、效能要求而定。比如門軸、車軸、電機軸、傳動軸、扭力軸等等,其效能要求各不相同,所採用的材料也就不相同。一般情況下,軸類材料通常都是中碳鋼和中碳合金鋼,也有采用低碳鋼+滲碳處理的,個別的也有采用高碳鋼的。

軸類材料例如優質碳素鋼35、45、50,中碳合金鋼40cr、40mnb、40crni、38crsi、42crmo等。

最常用的是45和40cr鋼。對於受載較小或不太重要的軸,也常用普通碳素鋼。對於外形複雜的曲軸,通常採用球墨鑄鐵和一些高強度鑄鐵,由於鑄鐵衝擊韌性好,同時具有減摩、吸振和對應力集中敏感性小等優點,已用於製造汽車、拖拉機、機床上的重要軸類零件。

一般情況下,軸類由於受力複雜,

根據工作條件要求,通常軸都要整體熱處理,一般是調質處理,即淬火+高溫回火,獲得綜合力學效能良好的索氏體組織,對不重要的軸採用正火處理,獲得效能良好的細珠光體組織。對要求高或要求耐磨的軸或軸段要進行如高中頻淬火、滲碳、滲氮、氮化等表面處理,以及噴丸的表面強化處理來提高其疲勞強度和耐磨、耐腐蝕等效能。

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軸的熱處理,由於其用途不同,熱處理的方法也不同。但其共同的特點是要求,內部有韌性,表面有硬度。低碳鋼的需要滲碳淬火,中碳鋼的需要調質,表面淬火。有些需要正火,或者正火併回火。

常用的熱處理方法有哪幾種?各有什麼特點?

4樓:匿名使用者

1.退火

操作方法:將鋼件加熱到ac3+30~50度或ac1+30~50度或ac1以下的溫度(可以查閱有關資料)後,一般隨爐溫緩慢冷卻。

目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工效能;2.細化晶粒,改善力學效能,為下一步工序做準備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。

應用要點:1.適用於合金結構鋼、碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼的鍛件、焊接件以及**狀態不合格的原材料;2.一般在毛坯狀態進行退火 。

2.正火

操作方法:將鋼件加熱到ac3或accm 以上30~50度,保溫後以稍大於退火的冷卻速度冷卻。

目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工效能;2.細化晶粒,改善力學效能,為下一步工序做準備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。

應用要點:正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對於效能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最後熱處理。

對於一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或區域性淬火,因此不能作為最後熱處理工序。

3.淬火

操作方法:將鋼件加熱到相變溫度ac3或ac1以上,保溫一段時間,然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。

目的:淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不鏽鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。

應用要點:1.一般用於含碳量大於百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2.

淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和衝擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學效能。

4.回火

操作方法:將淬火後的鋼件重新加熱到ac1以下某一溫度,經保溫後,於空氣或油、熱水、水中冷卻。

目的:1.降低或消除淬火後的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學效能;3.穩定工件尺寸。

應用要點:1.保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的衝擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.

一般鋼儘量避免在230~280度、不鏽鋼在400~450度之間回火,因為這時會產生一次回火脆性。

5.調質

操作方法:淬火後高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫後進行淬火,然後在400~720度的溫度下進行回火。

目的:1.改善切削加工效能,提高加工表面光潔程度;2.減小淬火時的變形和開裂;3.獲得良好的綜合力學效能。

應用要點:1.適用於淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2. 不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲槓等的預先熱處理,以減小變形。

6.時效

操作方法:將鋼件加熱到80~200度,保溫5~20小時或更長時間,然後隨爐取出在空氣中冷卻。

目的:1. 穩定鋼件淬火後的組織,減小存放或使用期間的變形;2.減輕淬火以及磨削加工後的內應力,穩定形狀和尺寸。

應用要點:1. 適用於經淬火後的各鋼種;2.常用於要求形狀不再發生變化的緊密工件,如緊密絲槓、測量工具、床身機箱等。

7.冷處理

操作方法:將淬火後的鋼件,在低溫介質(如干冰、液氮)中冷卻到-60~-80度或更低,溫度均勻一致後取出均溫到室溫。

目的:1.使淬火鋼件內的殘餘奧氏體全部或大部轉換為馬氏體,從而提高鋼件的硬度、強度、耐磨性和疲勞極限;2. 穩定鋼的組織 ,以穩定鋼件的形狀和尺寸。

應用要點:1.鋼件淬火後應立即進行冷處理,然後再經低溫回火,以消除低溫冷卻時的內應力;2.冷處理主要適用於合金鋼制的緊密刀具、量具和緊密零件。

8.火焰加熱表面淬火

操作方法:用氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度後立即噴水冷卻。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍保持韌性狀態。

應用要點:1.多用於中碳鋼製件,一般淬透層深度為2~6mm;2.適用於單件或小批量生產的大型工件和需要區域性淬火的工件。

9.感應加熱表面淬火

操作方法:將鋼件放入感應器中,使鋼件表層產生感應電流,在極短的時間內加熱到淬火溫度,然後噴水冷卻。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部保持韌性狀態。

應用要點:1.多用於中碳鋼和中堂合金結構鋼製件;2. 由於肌膚效應,高頻感應淬火淬透層一般為1~2mm,中頻淬火一般為3~5mm,高頻淬火一般大於10mm.

10.滲碳

操作方法:將鋼件放入滲碳介質中,加熱至900~950度並保溫,使鋼件便面獲得一定濃度和深度的滲碳層。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍然保持韌性狀態。

應用要點:1.用於含碳量為0.

15%~0.25%的低碳鋼和低合金鋼製件,一般滲碳層深度為0.5~2.

5mm;2.滲碳後必須進行淬火,使表面得到馬氏體,才能實現滲碳的目的。

11.氮化

操作方法:利用在5..~600度時氨氣分解出來的活性氮原子,使鋼件表面被氮飽和,形成氮化層。

目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。

應用要點:多用於含有鋁、鉻、鉬等合金元素的中碳合金結構鋼,以及碳鋼和鑄鐵,一般氮化層深度為0.025~0.8mm.

12.氮碳共滲

操作方法:向鋼件表面同時滲碳和滲氮。

目的:提高鋼件表面的硬度、耐磨性、疲勞強度以及抗蝕能力。

應用要點:1.多用於低碳鋼、低合金結構鋼以及工具鋼製件,一般氮化層深0.02~3mm;2.氮化後還要淬火和低溫回火。

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熱處理:金屬材料在固態下,通過加熱、保溫、冷卻的手段,改變金屬材料內部的組織狀態,從而獲得所需效能的一種熱加工工藝。

常用的方法有:

1、退火:有完全退火、不完全退火、等溫退火、球化退火、去應力退火、再結晶退火、均勻化退火、去氫退火、擴散退火等等。

2、正火

3、淬火:有單介質淬火、雙介質淬火、分級淬火、等溫淬火、區域性淬火等等。

4、回火:有低溫回火、中溫回火、高溫回火、穩定化回火、附加回火等等

5、化學熱處理:有滲碳、滲氮、離子氮化、碳氮共滲、滲金屬等等

6、表面熱處理:有火焰加熱、中頻加熱、高頻加熱、超音訊加熱、鐳射熱處理等等

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1、正火

操作方法:將鋼件加熱到ac3或accm 以上30~50度,保溫後以稍大於退火的冷卻速度冷卻。

目的:1.降低硬度,提高塑性,改善切削加工與壓力加工效能;2.細化晶粒,改善力學效能,為下一步工序做準備;3.消除冷、熱加工所產生的內應力。

應用要點:正火通常作為鍛件、焊接件以及滲碳零件的預先熱處理工序。對於效能要求不高的低碳的和中碳的碳素結構鋼及低合金鋼件,也可作為最後熱處理。

對於一般中、高合金鋼,空冷可導致完全或區域性淬火,因此不能作為最後熱處理工序。

2、淬火

操作方法:將鋼件加熱到相變溫度ac3或ac1以上,保溫一段時間,然後在水、硝鹽、油、或空氣中快速冷卻。

目的:淬火一般是為了得到高硬度的馬氏體組織,有時對某些高合金鋼(如不鏽鋼、耐磨鋼)淬火時,則是為了得到單一均勻的奧氏體組織,以提高耐磨性和耐蝕性。

應用要點:1.一般用於含碳量大於百分之零點三的碳鋼和合金鋼;2.

淬火能充分發揮鋼的強度和耐磨性潛力,但同時會造成很大的內應力,降低鋼的塑性和衝擊韌度,故要進行回火以得到較好的綜合力學效能。

3、回火

操作方法:將淬火後的鋼件重新加熱到ac1以下某一溫度,經保溫後,於空氣或油、熱水、水中冷卻。

目的:1.降低或消除淬火後的內應力,減少工件的變形和開裂;2.調整硬度,提高塑性和韌性,獲得工作所要求的力學效能;3.穩定工件尺寸。

應用要點:1.保持鋼在淬火後的高硬度和耐磨性時用低溫回火;在保持一定韌度的條件下提高鋼的彈性和屈服強度時用中溫回火;以保持高的衝擊韌度和塑性為主,又有足夠的強度時用高溫回火;2.

一般鋼儘量避免在230~280度、不鏽鋼在400~450度之間回火,因為這時會產生一次回火脆性。

4、調質

操作方法:淬火後高溫回火稱調質,即將鋼件加熱到比淬火時高10~20度的溫度,保溫後進行淬火,然後在400~720度的溫度下進行回火。

目的:1.改善切削加工效能,提高加工表面光潔程度;2.減小淬火時的變形和開裂;3.獲得良好的綜合力學效能。

應用要點:1.適用於淬透性較高的合金結構鋼、合金工具鋼和高速鋼;2. 不僅可以作為各種較為重要結構的最後熱處理,而且還可以作為某些緊密零件,如絲槓等的預先熱處理,以減小變形。

5、火焰加熱表面淬火

操作方法:用氧-乙炔混合氣體燃燒的火焰,噴射到鋼件表面上,快速加熱,當達到淬火溫度後立即噴水冷卻。

目的:提高鋼件表面硬度、耐磨性及疲勞強度,心部仍保持韌性狀態。

應用要點:1.多用於中碳鋼製件,一般淬透層深度為2~6mm;2.適用於單件或小批量生產的大型工件和需要區域性淬火的工件。

介紹:熱處理是指材料在固態下,通過加熱、保溫和冷卻的手段,以獲得預期組織和效能的一種金屬熱加工工藝。在從石器時代進展到銅器時代和鐵器時代的過程中,熱處理的作用逐漸為人們所認識。

參考資料

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