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标题: 专为机械工程师编写的热处理知识 [打印本页]
作者: 553638338 时间: 2017-5-28 22:53
标题: 专为机械工程师编写的热处理知识
从设计的角度了解热处理
/ ^( }2 U' U& m% E$ y# c 6 n2 ?; j5 r/ m/ P# |# v: i# D- N
材料工艺-1
( }$ B, Y g4 @% p) W% v& y前 言 热处理是将金属材料放入特定的介质中加热，保温和冷却，来改变材料表面或内部的金相组织结构，来得到我们需要的材质特性。这是一门很深的学问，深究起来一本厚厚的书都写不全。落水三千，只取一瓢自己需要的，吃透了即可。作为机械工程师，我们只需要着重关注一些设计常用材料热处理知识就够了。
1了解各项热处理的
0 _1 J( n6 A f8 z8 L: ], B+ { X1 {4 u+ a. j8 _+ E
一、退火
$ [, u a2 O N工艺：将钢加热至适当温度——保温——炉冷
# i- j0 V, e" ^1 b$ x( X0 @( E, P目的：* c! r' j% i0 B! H3 T% E' G
- 降低硬度，提高塑性，为切削加工做准备
- 消除内应力
- 细化晶体，为后续热处理做准备# i c! B k* m7 j, h
二、正火
5 c- Z, M2 P3 S8 c8 m8 _# G工艺：将工件加热至Ac3以上30-50度——保温——取出空冷/喷水/吹风冷却。
; a6 J& | g" d7 W目的：使晶粒细化和碳化物分布均匀化。功能和退火有点类似，但还是有区别，后文会给出对比。7 | F8 v' K3 M4 h* q
三、淬火
* G7 z& ]0 p* h" r/ _工艺：将钢加热至临界点以上——保温一段时间——快速冷却6 \; K/ v4 J# L9 k0 G% N4 K
目的：提高钢的强度，硬度，耐磨性，韧性，疲劳强度甚至铁磁性，耐腐蚀性6 B3 ]: ~3 ^; h$ n% [2 I8 X
四、回火
6 l9 D0 c" v% g4 ]& b5 h U3 O工艺：工件淬火后——重新加热——保温——空冷/水冷/油冷
5 b- j4 K' W% L5 N' _6 P目的：
: B) X* k# f0 f9 n3 P7 W- 清除淬火产生的应力
- 改善零件综合性能，调整工件的强度，硬度，塑性和韧性
- 稳定尺寸，保证精度4 d& ^# {* }+ P/ S4 P
五、调质
6 C1 c: H' H/ a# W! |) W7 O4 Q) G工艺：调质=淬火+高温回火
/ H$ h `7 U7 g0 T+ i/ S0 b目的：调节材料高强度和高韧性，获得综合性能好的零件
' R2 f( l& ]( v/ J6 P+ w5 j六、表面渗碳/渗氮/氰化
- b6 U& K+ l4 z/ e) f工艺：将工件加热——在零件表面渗入相应的原子
3 [- R! i1 t) {- h) R目的：获得表面硬度高，芯部韧性好的零件
/ Y' o( i/ x" L: I三者区别：# P$ c( h+ r" w( p' B1 R! M
7 r4 `+ g. b- p7 s( d4 @3 S% j- S7 z# R综合来看：渗碳和渗氮是各有特色，氰化相当于综合了二者的优点，缺点是渗层较薄，易产生黑色组织。" I6 ~' F) W' w+ W1 J+ w
七、发黑（发蓝）1 @' g3 _0 i- Y1 {
工艺：加热——碱性药业浸泡——形成氧化膜7 {- X, y- w4 o. \& _ k2 U
目的：表面防腐蚀，防锈/ }# S( p' e* }8 N( `/ F
八、固溶处理
) p' u6 u. P: v工艺：将材料加热——保温——过剩相充分溶解——快速冷却 ' A% l( C+ H' w1 e' K
此工艺有点像淬火，但是加热的温度不一样，得到的效果不一样。
8 c5 e5 n2 p$ K通俗讲法：冰糖+米+水，不蒸煮，米和冰糖不溶，蒸煮后得到甜粥5 T& h9 N+ e+ ^' F9 Z0 @, D' [4 e
目的：改善钢和合金钢的塑性，韧性
7 Q8 S% P6 r+ ] l; ~3 ?5 o九、时效处理
+ m9 {/ \5 q- |3 K8 f# x& |8 L; {1.人工时效
. o: f: M6 A' J& O工艺：低温回火后，精加工前——加热材料至100-150度——保温5-20小时。. |# i3 k* c- I/ k9 @0 H x
目的：稳定精密制件的尺寸，消除残余应力
, g0 S$ \. B2 C3 m. z% ~9 u2.自然时效% _- U6 P9 k% Q
工艺：工件在室温条件长时间放置8 p: @2 m1 f* \4 ~! } s4 M! a S
目的：释放残余应力，改善机械性能，稳定尺寸
% k0 L/ k; D- T2弄清退火，正火和回火
9 E" `, V. Y v5 l: D0 u4 J1 A
四把火中，淬火没的说，功能独一无二，最容易理解，但另外三把火看起来都差别不大，都是改善材质性能的作用，很容易搞混，简单区分如下：+ q/ _: A8 x0 M G0 h
- 退火，正火一般发生在切削和淬火前，但是对于性能要求不高的工件也可代替回火，作为最终热处理。
- 退火，正火在同样能达到要求的时候优先选择正火，因为正火成本低却效率高。2 l) U/ M: n! Y
| 情况 | 预处理 | 原因 |
| 低中碳钢（含碳量<0.45%） | 正火 | 二者都能达到要求，选正火 |
| 高碳钢，合金钢 | 退火 | 若此处用正火，硬度太高，不利于切削 |
| 形状复杂，尺寸大 | 退火 | 退火温柔，不易变形，开裂 |
| 一般工件 | 正火 | 这一项是与第三项对比形成的 |
- 淬火后的加工件是不能直接使用的，脆性太大，易断，所以一般都会进行回火，或者如第一点说的正火或退火! B1 x$ ~3 N# F2 M3 G5 a
3如何选择热处理硬度
0 T1 f) ?/ d, Y5 h- 根据载荷种类考虑2 Y2 n1 F8 s6 n7 O
| 承受均匀静载荷（工件无应力集中缺口） | 硬度越高，强度越高，可根据载荷大小，选择较高的硬度或与强度相适应的硬度(缺口一般是指槽、沟或断面变化很大) |
| 承受均匀静载荷（工件有应力集中缺口） | 需要较高的塑性，使其在承载情况下，应力分布趋于均匀，减少应力集中现象，只能具有适当的硬度。如工作情况下不允许降低硬度，则可用滚压等表面强化处理，改善应力分布 |
| 承受冲击、疲劳应力的零件 | 1.冲击不大时，一般可用中碳钢全部淬硬 |
2.冲击力较大，一般用中碳钢全部淬硬，或表面淬硬； |
3.冲击力和疲劳应力都大时，一般是表面淬硬 |
- 根据速度和精度考虑: C/ a7 g9 x* U+ |" p0 K$ _
| 高速或高精度 | 一般要求硬度50～62HRC，但如果轴径太大，虽然转速很高(3000r/min)，这个不可能淬到很高的硬度(一般只能达220HB左右)，便不能一律要求高速度高硬度，而要通过降低配合件的硬度和其他措施来处理 |
| 中速 | 一般采用中硬度40～45HRC |
| 低速 | 一般采用低硬度，正火或调质硬度220～260HB |
- 若俩零件摩擦，二者硬度应该有差，一硬一软，更耐磨
8 a7 u$ o: n. p0 c9 m! p. t| 举例一：传动齿轮 | 小齿轮齿面硬度一般比大齿轮齿面硬度高25～40HB |
| 举例二：螺母与螺栓 | 螺母材料比螺栓低一级，硬度低20～40HB(可以避免咬死和减少磨损) |
: m4 x- \' _! n9 X# o7 O) C! K
4常用材质热处理
. N; u0 M- } T0 m9 v2 y
+ h' M0 g) M \$ U7 l
4 O% ^7 L5 J, g# y* I8 o) `
1 i' v5 |* s i0 n7 ?. w5热处理标注方式参考
3 D, x: S( d# H6 ~1 A+ t2 B- 要求硬度检测的标法
7 n6 r6 u4 f: g
/ n, Y1 r1 V- j
- 局部热处理标注. V) N5 g z, n' ~$ c0 }3 g
5 ^& R( b9 L7 ?
6 T" Q) ` |0 y6 _+ `% p
3.表面处理的标法% p% c" H7 H% T" z- F d# E$ t
; n( H0 Y! x8 t3 N" E
4.渗碳/渗氮/氰化, d1 u, R9 X1 k: `" O* o
+ [* {; t! Q" E6 M
, c, L. O1 U% v& m( V! t: ?
5 i* `" X* C+ \" r' A6 W7 }8 L( q# {2 M
5.技术要求写法参考2 A- p8 b2 ]* s; f0 F/ o! i ~
; j" p0 C0 d7 N. l5 {1 U2 Y( L' \, H$ t
. e* s W/ E( E& x& N a; u% N
6.整张图纸参考& L3 k9 v/ V+ P! R6 ?
; C3 ]; ?$ i6 n* w' D G
8 R, l! t0 A( }3 f, Q上图俩份图纸来源网络，主要用来参考热处理的标注，其实并不完整，请勿计较。
' [. h5 {0 c( f说明4 h; I5 |+ m$ v- s6 h& V
说明：本篇热处理是网友巴黎铁塔急切想了解的，所以提前更新一篇工艺类文章。若各位朋友还有什么需要提前看到的内容，可以给我留言，我会安排尽快更新相应的文章。
; l5 c; w& F1 c. o u9 R) E好东西要记得点赞和给大家分享噢。。。
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8 ?3 ^# g) Y- t0 a4 q
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作者: 17567410 时间: 2017-5-29 07:41
收藏
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作者: 刘永青87 时间: 2017-5-29 08:20
昨天晚上在今日头条里看到这文章，说得很好，看完并收藏。
作者: 金胖子 时间: 2017-5-29 08:21
学习了
作者: 机器人99 时间: 2017-5-29 10:38
学习了 谢谢楼主分享！
作者: 冷月梧桐 时间: 2017-5-29 10:38
这个好的东西，居然没有下载，不科学呀
作者: 书中日月长 时间: 2017-5-29 12:57
收藏了，谢谢分享
作者: 梦寒 时间: 2017-5-29 13:50
好。
作者: 空白格007 时间: 2017-5-29 16:32
感谢，已经收藏
作者: SKSYJ 时间: 2017-5-29 17:38
好帖子已收藏
作者: HZLG 时间: 2017-5-29 18:56
太好了，谢谢
作者: 五面怪 时间: 2017-5-29 19:22
给楼主点赞啦！+100！
作者: 553638338 时间: 2017-5-29 22:42
% w/ `# |; a, O4 [" y7 K, M2 ^; y多谢 目前是在写些东西 你们的认可是我最大的鼓励 多谢* A0 ~* y. t6 o: j3 A/ G5 M% r
作者: 553638338 时间: 2017-5-29 22:44
想看更多好的设计文章 可以 搜 索 公 众 号 深度玩机械 我会在里面定期更新我的原创文章 谢谢
作者: 553638338 时间: 2017-5-29 22:45
- j0 |& ]/ p- I# V; l# }5 p D可 以 去 我 的 公 众 号 看 深度玩机械 还有别的文章8 Y6 X+ |% @ R1 P* e) Q2 U
作者: 553638338 时间: 2017-5-29 22:46
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1 ]$ B b0 f5 w3 g- ~4 G4 _/ d
作者: 汪小草000 时间: 2017-5-31 09:50
好贴。值得一顶！
作者: jxzj 时间: 2017-5-31 10:24
来收藏
作者: 小熊叹 时间: 2017-5-31 13:39
好家伙, J9 C' y5 L, b4 M
作者: 状态失控 时间: 2017-5-31 14:15
多谢楼主
5 V2 E% x% o( T% D% ?5 i8 p' l我给做成PDF了，有兴趣的兄弟们可以下载看看。8 A& ~9 B& w( l( z! {0 R7 |
http://pan.baidu.com/s/1cF56Dg
作者: llfisher 时间: 2017-5-31 14:20
感谢楼主分享，很好的资料
作者: 雄鹰007 时间: 2017-5-31 17:14
讲得比当年的老师好，学习了。感觉楼主已经融会贯通了
作者: yzghsx 时间: 2017-5-31 18:52
xie
作者: 553638338 时间: 2017-5-31 21:11
9 G+ Q9 d0 Y, Q3 ~4 `& r不用谢 更多好文章 可以 搜 索 微 信 公 众 号 深度玩机械 查看$ P# b! i/ `1 B7 N" p5 i+ |1 ]" r$ F. E
作者: albert.tang 时间: 2017-5-31 22:00
收藏，备查
作者: 05527833 时间: 2017-6-1 00:18
斧头，镰刀，你这个？？？要走邪路吗
作者: ExplorerEzreal 时间: 2017-6-1 07:36
没啥可说的，果断收藏
作者: 原本初 时间: 2017-6-1 08:52
不知道怎么收藏，先留个位置慢慢细看，感谢" `5 X0 [8 ~5 e
作者: jiangsuwanhua 时间: 2017-6-1 09:23
感谢分享，很不错，已收藏
作者: zdlsjl 时间: 2017-6-1 16:17
赞
作者: bekilledsdy 时间: 2017-6-1 16:32
非常好
作者: liushaobo1989 时间: 2017-6-1 16:41
请教楼主，配合表面硬度怎样选择？比如钢带和接触的辊子，不能划伤钢带，且辊子寿命能最长？
作者: reu8598 时间: 2017-6-1 17:31
哈哈哈哈
作者: _Doom 时间: 2017-6-1 18:53
谢楼主分享！
作者: zhukaijie1 时间: 2017-6-1 20:02
对我有用
) U2 b1 M y) d0 q8 c2 H' B) t
作者: Bruce_HOT2i 时间: 2017-6-1 21:32
厉害了* ^- J' q* g0 |2 V0 U
作者: 伟desire 时间: 2017-6-2 11:09
学习了
: L+ d$ \+ |) _: x1 N# [! i# w4 O
作者: 伟desire 时间: 2017-6-2 11:16
不错
作者: 赵玉超 时间: 2017-6-2 13:44
学习了
作者: 715840386 时间: 2017-6-2 21:50
学习了 谢谢楼主！
作者: 遇见平凡 时间: 2017-6-3 14:53
果断收藏，多谢楼主分享
作者: 冰糖葫芦-one 时间: 2017-6-3 18:43
希望更新更多
作者: lwz00195 时间: 2017-6-8 19:42
非常实用，我找很久了
作者: shyu126 时间: 2017-6-10 16:13
非常感谢，谢谢了！！！
作者: 更好的爱你 时间: 2017-6-11 09:17
好文章
作者: 蓝色格 时间: 2017-6-12 19:49
这个好的东西
作者: 葛式一 时间: 2017-9-9 11:18
谢谢楼主，好人
作者: loe丶 时间: 2017-9-11 00:02
对于我这种初出茅庐的小伙子来说，值得收藏 3Q
作者: 梁6957 时间: 2018-1-18 09:42
学习了，谢谢
作者: 那些年的那些年 时间: 2018-1-18 18:34
感谢。好好学习了
作者: amao阿毛 时间: 2018-1-20 14:19
作者: gzz3080048799 时间: 2018-1-20 14:54
好东西，收藏学习！
作者: 李祖庆 时间: 2018-3-12 17:14
收藏% J$ t% h- u) u: F" G, n: R
作者: 学习是无敌的 时间: 2018-3-14 13:53
精华啊
作者: 路边捡个大锤 时间: 2018-3-20 15:42
好东西
作者: cysjia 时间: 2018-3-20 20:50
下载看看
作者: 给你定时关机 时间: 2018-7-25 16:17
膜拜大佬
4 a! ], D' j2 P" j+ H
作者: 云石岩 时间: 2018-8-8 21:23
谢谢，不错
作者: 风尘笑帅 时间: 2018-8-9 13:53
有几段文字一直在转圈圈
作者: 1162345556 时间: 2018-9-22 16:56
好帖子
作者: 风华雪月 时间: 2018-10-23 11:29
收藏了，学习一下
, W; U/ L6 k% c" D' _3 R
作者: 文刀ala 时间: 2018-10-23 17:48
收藏了，谢谢分享
作者: hjp100136 时间: 2018-10-27 17:45
赞
作者: 抛物线_O8PCI 时间: 2018-11-1 13:41
收藏
作者: 无叶123654 时间: 2018-11-14 17:15
好东西，学习并收藏
作者: 1716407184 时间: 2018-11-18 19:21
上学那会倒是清楚 现在就，，，
作者: Herman_hX5cT 时间: 2018-11-29 17:06
为什么有些图片加载不出来
作者: Herman_hX5cT 时间: 2018-11-29 17:07
后面几张图片看不出来
作者: zhjh7172 时间: 2018-12-2 21:15
梳理的基本比较详细，够机械设计用了，谢谢
作者: 红伟92 时间: 2019-1-11 08:54
感谢分享，已收藏
作者: wx_WQaMAQRr 时间: 2019-3-1 10:39
谢谢楼主分享 必要下载要威望的好
作者: q_jh1982 时间: 2019-3-7 12:55
对我很有用，非常感谢楼主
作者: LEONpan 时间: 2019-5-6 11:03
感谢楼主
作者: WB1989 时间: 2019-5-8 13:33
收藏了
作者: airlovesen 时间: 2019-5-16 22:50
好帖子，收藏
- @& w* c, Y; `0 o, `; a
& v( e; z$ G! s) ]* v
7 H' w0 I# E# E! M: ?% I* Q
作者: 俣冰 时间: 2019-5-21 13:24
好贴子，正好适用，谢谢楼主！
作者: sy317456082 时间: 2019-5-25 14:51
学习一下 非常有用
作者: meteora1221 时间: 2019-6-10 10:56
学习了9 X$ G4 L4 C1 I! W
作者: wei496970574 时间: 2019-6-10 14:19
先MARK一下
作者: wei496970574 时间: 2019-6-10 14:45
为啥图片显示不了8 l0 n/ [( f* I: C
作者: 到此未止 时间: 2019-7-18 11:02
收藏了
3 d4 n% M. X8 @4 x. x/ q9 e9 n
作者: 泉城风雨 时间: 2019-7-25 09:56
很专业，学习了
作者: z281976290 时间: 2019-7-29 15:50
学习学习，多谢分享。。。
作者: dyl1235678 时间: 2019-8-12 15:31
很好的东西
) U/ \- B2 }$ E1 n; G0 U
作者: 蓝天heq 时间: 2019-8-15 13:43
已学习,确实是有用的实用资料
作者: holmesdong 时间: 2019-8-19 11:15
收藏
作者: 白. 时间: 2019-9-10 14:14
好文！！！！！！！
作者: 铸林邀风 时间: 2019-9-24 17:20
非常实用，多谢楼主。3 Q! ?; J! m. r5 _, F- O
作者: Mr尹 时间: 2019-9-27 14:28
学习了
作者: pannengkun 时间: 2019-9-29 16:54
这个有点6
作者: 家乡的土 时间: 2019-11-4 22:50
谢谢楼主 学习了
作者: DGKACHI-Sunny 时间: 2019-11-5 14:27
收藏，顶一下* ~; n6 d2 D! R4 s; m1 J+ X
作者: caodebao1986 时间: 2019-11-9 13:37
好' ^1 M8 e$ A( _# D/ o
作者: 邢云鹤 时间: 2019-12-24 14:53
不错，谢谢
作者: vandev 时间: 2020-1-11 13:50
很多都显示不出来了啊
作者: gaxisjtu 时间: 2020-2-12 20:09
收下了。有个问题: 为啥图片不能显示呢？
作者: wlqzyy 时间: 2020-3-11 14:41
4、5 加载不出来啊
作者: 1352456568 时间: 2020-6-3 13:20
收藏) Z @" T( Y) ]2 P [" K
作者: fangwm 时间: 2020-6-3 15:10
收藏
作者: kai_sale 时间: 2020-6-5 08:56
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