回火是许多热处理工艺中的一种铁基合金.这些过程改变了物理和机械性能,如金属的内部结构、延展性、硬度、韧性、可加工性、可成形性、弹性和强度。
我们需要这些改变来确保金属适合其应用和服务环境。如果没有热处理,在大多数系统中不可能充分利用金属。
在这篇文章中,我们将探讨回火过程。让我们开始吧。
什么是回火?
回火,也称拉丝,是一种热处理工艺在这个过程中,组件被加热并保持在设定的温度低于临界点在一段时间内。然后,这些组件在静止空气中冷却到室温。
如其它热处理工艺如退火等正常化,回火过程改变了金属的不良机械性能更符合所提出的申请。
回火从表面到核心影响整个部件的机械性能。但是部分回火在感应装置中也是可能的。
回火金属在需要其组件具有一定灵活性的应用中是有用的。
这种热处理工艺也可用于降低新焊接部件的硬度。焊接过程中产生的高局部温度会导致高硬度热影响区.回火可以帮助我们减轻这些高硬度的部分。
理论上,回火可以在各种金属上进行,但它通常与碳钢有关,因为很少有其他金属像钢一样对这种热处理方法发生反应。
什么时候使用回火?
回火最常在硬化过程后进行。在这些过程中,材料被加热到其临界温度以上,然后进行快速冷却或淬火操作。淬火是将钢材浸泡在油、热水或强制空气中。
这样的操作使材料又硬又脆,在某些情况下像玻璃一样脆。虽然我们在许多应用中需要高硬度,但随之而来的脆性增加并不是我们所希望的。
为了降低脆性和恢复延展性,金属被再次加热,这一次温度较低。这有助于我们在两者之间取得平衡硬度和延性。回火过程中的冷却速度也比淬火慢。
为了达到最佳效果,回火过程必须在淬火硬化后立即进行。这有助于避免硬化过程带来的脆性特征。
应该记住,在这个过程中的任何错误都可能损坏、扭曲或扭曲材料。
当材料通过其他方法硬化时,也要进行回火焊接过程.它也适用于加工硬化材料。这些材料经过诸如弯曲、钻孔、成形、冲孔等滚动.
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回火过程
与其他热处理工艺一样,回火工艺分为三个阶段。这些阶段是:
加热
居住
冷却
加热
在这一阶段,我们将金属加热到室温和较低临界温度之间的设定温度。这个温度是回火温度。
加热到准确的温度应该在一个可控的速率下进行,因为如果金属加热太快,就会导致开裂。合适的温度取决于钢的类型和所需的性能变化。例如,工具钢在比弹簧低得多的温度下回火。
通常,金属在炉中(气体,电或感应)在惰性气体或真空存在下加热,以防止氧化。但有些钢是在盐浴中,甚至在空气中锤炼的。
所选择的气氛也会影响组件的表面。
居住
一旦金属达到了低于临界点的所需温度,它必须在预定的时间内保持在该温度。持续时间取决于钢的类型、组件截面、装药尺寸和所需的机械性能。
随着回火温度和停留时间的不同,淬火钢的力学性能也会发生变化。
塑性、冲击强度和韧性随温度和停留时间的增加而增加。的极限抗拉强度,但会随着气温上升而减少。
对硬度的影响取决于不同相的份额,如马氏体,残余奥氏体和石墨结节.随着炉内时间的增加,马氏体相减少,残余奥氏体增加。由于奥氏体相相对较软,整个组件的硬度降低。
冷却
冷却阶段和前两个阶段一样重要。在冷却过程中,部件通常在空气存在的情况下,以预定的方式进行冷却。
冷却速度和使用的方法取决于各种因素。对于回火,冷却通常在静止空气中进行。
回火的颜色
当我们加热金属制品时,它们会发生氧化。这导致金属表面出现各种颜色。得到的颜色表示回火温度。
颜色范围从浅黄色到各种深浅不一的蓝色。在不同温度范围内获得的完整颜色列表如下:
回火的颜色 | C单位温度 | F温度 | 常见的应用程序 |
---|---|---|---|
微弱的黄色 | 175 - 205 | 347 - 401 | 刨,刮胡刀,刮刀 |
稻草 | 205 - 225 | 401 - 437 | 刀具,铰刀,凿岩机 |
黄色的 | 225 - 250 | 437 - 482 | 刨刀,刮刀 |
棕色(的) | 250 - 265 | 482 - 509 | 冷凿子,模具,钻头,锤子,冲压工具 |
紫色的 | 265 - 285 | 509 - 545 | 冲子,手术工具 |
蓝色的 | 285 - 305 | 545 - 581 | 螺丝刀,扳手 |
浅蓝色的 | 305 - 335 | 581 - 635 | 齿轮、结构钢、弹簧、木材切割锯 |
灰蓝 | 335 - 375 | 635 - 707 | 钢结构、弹簧、木材锯 |
然而,这些颜色并不总是表明准确的回火温度。许多其他因素,如合金元素,大气,表面光洁度和回火时间都对最终的颜色有影响。例如,耐腐蚀钢不容易氧化,因此在更高的温度下比更容易腐蚀的同类达到特定的回火颜色。
因此,不建议使用此图表来精确确定回火温度。在回火过程中,这些颜色只能作为评估金属表面温度的指示。
锻炼的好处
增加延展性和灵活性
减少脆性
多余的硬度可以调整到可接受的水平
改进的微观结构,增加金属的强度
减轻之前操作产生的内部压力。如果不加以控制,残余应力可能导致氢开裂。
增加耐磨性表面和核心的性质。回火钢经久耐用。
增加切削性和成形性成功的过程
增加韧性
回火比加热快退火过程.回火钢也比退火钢更硬更结实
结论
无论你是需要一个安全别针,还是建造一个8万个座位的体育场,锻炼都是必不可少的。在许多不同的钢材应用中,它仍然是最重要和最广泛使用的热处理工艺之一。
随着我们进一步发展到比以往任何时候都更复杂的建筑结构,在制造和建筑中使用回火组件只会随着时间的推移而增加。