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热处理工艺

本文由biaoyangbiaoa贡献洛氏硬度(HRC)和布氏硬度(HB)具体区别和换算硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。

硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。

最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA,HRB,HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。

而里氏硬度(HL)、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。

因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。

1、钢材的硬度:金属硬度(Hardness)的代号为H。

按硬度试验方法的不同,●常规表示有布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)硬度等,其中以HB及HRC较为常用。

●HB应用范围较广,HRC适用于表面高硬度材料,如热处理硬度等。

两者区别在于硬度计之测头不同,布氏硬度计之测头为钢球,而洛氏硬度计之测头为金刚石。

●HV-适用于显微镜分析。

维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面,用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值,即为维氏硬度值(HV)。

●HL手提式硬度计,测量方便,利用冲击球头冲击硬度表面后,产生弹跳;利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度,公式:里氏硬度HL=1000×VB(回弹速度)/ V A(冲击速度)。

便携式里氏硬度计用里氏(HL)测量后可以转化为:布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、肖氏(HS)硬度。

或用里氏原理直接用布氏(HB)、洛氏(HRC)、维氏(HV)、里氏(HL)、肖氏(HS)测量硬度值。

2、HB - 布氏硬度;布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。

洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料,如热处理后的硬度等等。

布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷,将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面,保持规定时间,然后卸荷,测量被测表面压痕直径。

布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。

一般为:以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。

以0.002毫米作为一个硬度单位。

当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示:HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。

HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。

HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。

另外:1.HRC含意是洛式硬度C标尺,2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛3.HRC适用范围HRC 20--67,相当于HB225--650若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。

若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。

布式硬度上限值HB650,不能高于此值。

4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥,试验载荷为一确定值,中国标准是150公斤力。

布氏硬度计之压头为淬硬钢球(HBS)或硬质合金球(HBW),试验载荷随球直径不同而不同,从3000到31.25公斤力。

5.洛式硬度压痕很小,测量值有局部性,须测数点求平均值,适用成品和薄片,归于无损检测一类。

布式硬度压痕较大,测量值准,不适用成品和薄片,一般不归于无损检测一类。

6.洛式硬度的硬度值是一无名数,没有单位。

(因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。

)布式硬度的硬度值有单位,且和抗拉强度有一定的近似关系。

7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示,操作方便,快捷直观,适用于大量生产中。

布式硬度需要用显微镜测量压痕直径,然后查表或计算,操作较繁琐。

8.在一定条件下,HB与HRC可以查表互换。

其心算公式可大概记为:1HRC≈1/10HB。

硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。

为了能用硬度试验代替某些机械性能试验,生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。

实践证明,金属材料的各种硬度值之间,硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。

因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的,材料的强度越高,塑性变形抗力越高,硬度值也就越高。

45号钢的硬度常规是多少度?45号钢的硬度常规是多少度?最佳答案45号钢,是GB中的叫法,JIS中称为:S45C,ASTM中称为1045,080M46,DIN称为:C4545号钢为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。

45#钢广泛用于机械制造,这种钢的机械性能很好。

但是这是一种中碳钢,淬火性能并不好,45号钢可以淬硬至HRC42~46。

所以如果需要表面硬度,又希望发挥45#钢优越的机械性能,常将45#钢表面渗碳淬火,这样就能得到需要的表面硬度。

1. 45钢淬火后没有回火之前,硬度大于HRC55(最高可达HRC62)为合格。

实际应用的最高硬度为HRC55(高频淬火HRC58)。

2. 45钢不要采用渗碳淬火的热处理工艺。

调质处理后零件具有良好的综合机械性能,广泛应用于各种重要的结构零件,特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。

但表面硬度较低,不耐磨。

可用调质+表面淬火提高零件表面硬度。

渗碳处理一般用于表面耐磨、芯部耐冲击的重载零件,其耐磨性比调质+表面淬火高。

其表面含碳量0.8--1.2%,芯部一般在0.1--0.25%(特殊情况下采用0.35%)。

经热处理后,表面可以获得很高的硬度(HRC58--62),芯部硬度低,耐冲击。

如果用45钢渗碳,淬火后芯部会出现硬脆的马氏体,失去渗碳处理的优点。

现在采用渗碳工艺的材料,含碳量都不高,到0.30%芯部强度已经可以达到很高,应用上不多见。

0.35%从来没见过实例,只在教科书里有介绍。

可以采用调质+高频表面淬火的工艺,耐磨性较渗碳略差。

GB/T699-1999标准规定的45钢推荐热处理制度为850℃正火、840℃淬火、600℃回火,达到的性能为屈服强度≥355MPaGB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa,屈服强度为355MPa,伸长率为16%,断面收缩率为40%,冲击功为39J45号钢不淬火硬度小于HRC28,比较软,不耐磨。

淬火后硬度可以(注意是可以)大于HRC55,耐磨性较好,45号钢淬火后硬度可以(注意是可以)大于HRC55。

但这是小截面的,截面稍大,得到的硬度就会降低。

而且冬天淬裂的可能也是有的。

这些方面都要注意。

不要采用表面氮化处理,虽然表面硬度可以提高很多,但基体材料会硬度很低。

虽然耐磨了,但会压出小坑来。

45钢和40铬的调质处理2009-03-07 19:35调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。

调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,不管是碳钢还是合金钢,其含碳量控制比较严格。

如果含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性提高而强度不足。

为使调质件得到好的综合性能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。

调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。

通过高温回火,得到以均匀回火索氏体为主的显微组织。

小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必须达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。

工件调质处理的操作,必须严格按工艺文件执行,我们只是对操作过程中如何实施工艺提些看法。

1、45钢的调质45钢是中碳结构钢,冷热加工性能都不错,机械性能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。

它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。

45钢淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操作中,一般是取上限的。

偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能提高工效。

为使工件的奥氏体均匀化,就需要足够的保温时间。

如果实际装炉量大,就需适当延长保温时间。

不然,可能会出现因加热不均匀造成硬度不足的现象。

但保温时间过长,也会也出现晶粒粗大,氧化脱碳严重的弊病,影响淬火质量。

我们认为,如装炉量大于工艺文件的规定,加热保温时间需延长1/5。

因为45钢淬透性低,故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。

工件入水后,应该淬透,但不是冷透,如果工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这是因为当工件冷却到180℃左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。

因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷的方法。

由于出水温度难以掌握,须凭经验操作,当水中的工件抖动停止,即可出水空冷(如能油冷更好)。

另外,工件入水宜动不宜静,应按照工件的几何形状,作规则运动。

静止的冷却介质加上静止的工件,导致硬度不均匀,应力不均匀而使工件变形大,甚至开裂45钢调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就说明工件未得到完全淬火,组织中可能出现索氏体甚至铁素体组织,这种组织通过回火,仍然保留在基体中,达不到调质的目的。

45钢淬火后的高温回火,加热温度通常为560~600℃,硬度要求为HRC22~34。

因为调质的目的是得到综合机械性能,所以硬度范围比较宽。

但图纸有硬度要求的,就要按图纸要求调整回火温度,以保证硬度。

如有些轴类零件要求强度高,硬度要求就高;而有些齿轮、带键槽的轴类零件,因调质后还要进行铣、插加工,硬度要求就低些。

关于回火保温时间,视硬度要求和工件大小而定,我们认为,回火后的硬度取决于回火温度,与回火时间关系不大,但必须回透,一般工件回火保温时间总在一小时以上。

2、40Cr钢的调质处理Cr能增加钢的淬透性,提高钢的强度和回火稳定性,具有优良的机械性能。

截面尺寸大或重要的调质工件,应采用Cr钢。

但Cr钢有第二类回火脆性。

40Cr工件调质的淬回火,各种参数工艺卡片都有规定,我们在实际操作中体会是:(一)40Cr工件淬火后应采用油冷,40Cr钢的淬透性较好,在油中冷却能淬硬,而且工件的变形、开裂倾向小。

但是小型企业在供油紧张的情况下,对形状不复杂的工件,可以在水中淬火,并未发现开裂,只是操作者要凭经验严格掌握入水、出水的温度。

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