了解如何在金屬加工中淬火

這種方法如何使鋼材變硬

Arthur Siegel - 國會圖書館電話號碼:LC-USW36-812 [P&P] / Wikipedia Commons / Public Domain

淬火是在熱處理 (例如退火,正火或消除應力)後使金屬回復到室溫的快速方法,以防止冷卻過程顯著改變金屬的微觀結構。 在完全退火的相同溫度下淬火會導致鋼的硬化。

如何執行淬火?

專用聚合物,強制空氣對流,淡水,鹽水和油都可以用來進行淬火過程。

當目標是讓鋼材達到最大硬度時,水是一種有效的介質。 但是,使用水會導致金屬開裂或變形。 如果不需要極高的硬度,則可以在淬火過程中使用其他介質,如礦物油,鯨油或棉籽油。

淬火率的影響

淬火速度較慢時,熱力學更有機會改變微觀結構。 有時候,這個結果是首選的,這就是為什麼不同的介質用於淬火的原因。 例如,石油的淬火速度比水低得多。 在液體介質中淬火需要攪拌金屬片周圍的液體以減少來自表面的蒸汽。 蒸汽的口袋通過空氣冷卻來對抗驟冷,直到它們蒸發。

為什麼要進行淬火?

通常用於鋼的淬火,在奧氏體溫度以上的溫度下淬火會導致碳在奧氏體板條內被捕獲。

這導致了而脆的馬氏體階段。 奧氏體指具有γ-鐵基的鐵合金,馬氏體是硬質鋼結晶結構。 淬火鋼馬氏體非常脆弱並且受到壓力。 結果,淬火鋼典型地經歷回火過程。

通常情況下, 鋼材隨後會在油,鹽,鉛浴或爐中回火,同時通過風扇循環空氣以恢復一些延性 (承受拉應力的能力)和通過轉變為馬氏體而損失的韌性 。 金屬經過鍛煉後,根據具體情況迅速冷卻,或根本不冷卻,特別是所討論的金屬是否容易受到回火脆性的影響。

除馬氏體和奧氏體溫度外,金屬的熱處理還包括鐵素體,珠光體,滲碳體和貝氏體溫度。 當鐵被加熱到高溫形式的鐵時發生δ鐵素體轉變。 根據英國焊接研究所的資料,它形成了“在轉變成奧氏體之前,從液態冷卻鐵碳合金中的低碳濃度”。

珠光體是在鐵合金緩冷過程中產生的。 貝氏體有兩種形式:上貝氏體和下貝氏體。 其生產速度比馬氏體形成慢,但冷卻速度比鐵素體和珠光體形式快。

淬火可防止鋼從奧氏體分解成鐵素體和滲碳體。 目標是鋼材達到馬氏體相。