这些缺陷对生产进行的很大的影响,如果想消除这些缺陷,可以选择尝试通过对钢进行短时的高温加热处理,即在保温时减少其保温时间来解决。通过实验,将传统工艺与新工艺进行对比,发现传统工艺不论水淬还盐淬,表面氧化现象均较严重,有一定程度的脱碳现象。但经过短时加热高温淬火工艺,不论水淬还盐淬造成的氧化皮较少,同时脱碳基本可以避免,造成这一现象的原因是短时加热使工件未完全被氧化,脱碳现象还未来得及发生。另外通过金相组织观察,经过短时加热高温淬火的 45 钢,在淬火冷却过程中只有表层部分组织会产生马氏体转变,而心部未发生马氏体转变,减小了淬火后体积变化效应。短时加热高温淬火的结果是使表面有较高密度的且细小的马氏体组织并残留少量的渗碳体组织,工件中心处的马氏体组织相对较少,主要是以铁素体和珠光体的形式存在,表面的高硬度马氏体使工件的耐磨性得到了提高,心部的非马氏体数量多,提高工件心部的塑性及韧性,更好的发挥了材料的性能,同时达到热处理工艺的要求,此结论与文献是相符的。文献[13]指出:不均匀的奥氏体内存在大量不同的碳浓度微区,不同微区的 Ms 点是不同的,那么在进行淬火冷却的过程中,Ms 点较高的低碳浓度微区就会首先生成马氏体;而;Ms 点较低的高碳浓度微区,则形成马氏体的时间相对较晚。 马氏体的形成具有非等温性,由于碳浓度的不同造成的 Ms点高低也不同,进而马氏体的形成温度也不同,而形成的马氏体片是不能穿越不同的碳浓度区而长大。 所以马氏体板条被细化了,体现的结果就是晶粒细化了。实验证明,这种细化的结果会使工件表面的的强度和硬度升高,这也正是短时加热高温淬火的另一优势所在本文来自优)文,论(文'网,
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在查阅资料过程中,发现有个厂在进行零件—射钉生产时,采用盐浴炉加热的方式,他们选择对试样淬火(淬火温度在840℃一850℃之间),回火(回火温度在200℃一400℃之间 )和等温淬火后 射钉经常会韧性不足,射钉的表面也会有较多的裂纹,实际应用中硬度不够等现象。出现裂纹主要是制钉过程中的划痕、标记、钉头等 部分所引起.工厂制订出亚温淬火工艺,淬火前经正火处理基本解决了生产射钉的主要难题。但通过一 段时间的批量生产,发现亚温淬火在批量生产中有时也要产生裂纹及硬度不足,同时亚温淬火时要使用 三硝水溶液才能满足冷速要求,成本也较高。出现裂纹硬度不足,经分析认为亚温淬火能获得一定量铁素体韧性相,可以提高射钉的韧性和防止射钉产生裂纹,但是由于批量生产时,存在材料成分和亚温淬火加热温度的上下波动,使得铁素体韧性相的相对量产生变化所致。因此,针对45钢射钉的自身形状和尺寸特点,以及化学成分、原始组织、加热温度、加热方式、淬火冷却速度等方面对淬裂和韧性进行论证,认为45钢制作射钉选材合理,采用常规淬火碳虽然强化作用 较高,但却明显降低韧性再加之亚温淬火存在的不足,为此决定采取新的强韧化手段—高温淬火强韧化[9]。经过他们的实验,发现高温淬火可以大大提高射钉的强韧性,并防止热处理时的开裂。所以,对45钢采取高温淬火热处理工艺,是具有可行性的。
1.6 选题的目的与意义
1.6.1 选题的目的
45 钢是碳素结构钢,它在机械产品及零件的生产中被广泛应用。在加工装备中,尤其是对45钢制造的某些承受磨损的活动件来说,关键的地方就是提高其机械性能,耐磨损能力和延长零件的使用寿命也是必不可或缺的,这些都要通过热处理淬火的方法来实现,所以就要选择合适的热处理工艺。45 钢是我国目前用量较大的普通优质钢 ,它的机械加工性能很优良,但其焊接性能却很一般,不能很好的被直接利用[10]。为了解决这个问题,会将工件进行调质处理,该工件的调质热处理一般均采用传统工艺,即将工件加热到 850℃左右开始淬火 ,然后再次加热到600℃,即高温回火处理。45 钢的淬透性比较低,所以必须在奥氏体化后进行较快速度的冷却。但冷却速度快会使零件产生较大的变形,同时产生较大的热应力和组织应力,并在水淬时有变形和开裂倾向。45钢在进行传统热处理工艺制造中,工件表面会出现非常严重的氧化现象,这一点是很不好的,因为它极大程度的影响了工件的合格率,对提高零件质量和使用安全非常不利[10]。运用传统的热处理加工方式,在生产实际中会出现许多问题,一般是会出现硬度不均匀、韧性较低、开裂缺陷、返工率很高等问题。这些问题在传统的热处理生产中会选择对45钢进行调质处理或者正火处理的方式,来达到改善材料的性能的目的。本次实验准备选择新的工艺来改善。
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