緊固件熱處理，是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，有許多細(xì)節(jié)需要掌握。
今天，螺絲君，梳理一些常見(jiàn)的問(wèn)題和答案，希望幫助了解相關(guān)基本概念。
1、緊固件為什么熱處理?
我們可以把原因分成三大類:
1、提高零件強(qiáng)度；
2、提高表面硬度及強(qiáng)度；
3、提高可加工性和細(xì)化顯微組織。
淬火、回火和等溫淬火屬于第一類，表面硬化屬于第二類，工藝退火屬于第三類。
2、緊固件的熱處理方式一樣嗎?
不同材料的熱處理機(jī)理，往往是不同的。例如，鋁合金螺栓和合金鋼緊固件的強(qiáng)化機(jī)制完全不同。
此外，使用相似材料的緊固件，也會(huì)根據(jù)不同需求進(jìn)行不同的熱處理。例如，自攻螺紋螺栓，很可能是表面硬化或淬火，普通鋼制螺栓，是淬火和回火。
3、回火的重要性?
鋼件淬火時(shí)，奧氏體晶體重排形成中心體四方馬氏體晶體形態(tài)。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，新的晶格會(huì)處于高度的應(yīng)力中，鋼材比熱處理前更硬更強(qiáng)，但也更脆，由于太脆了，不能在某些類型的負(fù)載下服役，否則很可能很容易損壞。
所以，我們必須通過(guò)回火來(lái)改變這種情況。將零件重新引入爐子，爐子的溫度設(shè)置在臨界奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以下指定的時(shí)間內(nèi)。這樣零件變得不那么脆了，但也失去了一些硬度。
適當(dāng)?shù)幕鼗饻囟群突鼗饡r(shí)間，是熱處理企業(yè)必須控制的兩個(gè)重要參數(shù)。
如果回火溫度不夠高，或者零件在那個(gè)溫度下加熱的時(shí)間不夠長(zhǎng)，零件就會(huì)回火不夠，這意味著它們?nèi)匀粫?huì)有些脆。
4、什么是調(diào)質(zhì)?
調(diào)質(zhì)指的是淬火和回火的熱處理工藝，也是大多數(shù)中等強(qiáng)度(8.8級(jí))和高強(qiáng)度(10.9級(jí)、12.9級(jí))緊固件的熱處理工藝。
有三個(gè)比較關(guān)鍵重要的步驟:
緊固件被加熱足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以充分達(dá)到臨界奧氏體化溫度(這是鋼將重新排列成表面中心立方晶體結(jié)構(gòu)的奧氏體)；
當(dāng)完全轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>100%奧氏體時(shí)，零件在一種物質(zhì)中淬火，將迅速降低其溫度。使其轉(zhuǎn)化成中心體四方馬氏體組織。馬氏體非常堅(jiān)硬，但它也很脆弱；
零件淬火后太脆而不能投入使用。為了解決這個(gè)問(wèn)題，第三步是將零件重新加熱到略低于臨界奧氏體轉(zhuǎn)變溫度的溫度，并保持一段時(shí)間。這有緩解淬火沖擊引起的晶格應(yīng)力的作用，使零件不那么脆。
當(dāng)鋼被加熱到高溫時(shí)(例如奧氏體化)溫度)時(shí)，原子被激發(fā)并四處運(yùn)動(dòng)。這意味著它們更容易與周圍的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，或大氣中碳含量低于零件時(shí)，那么會(huì)導(dǎo)致零件脫碳。
暴露的零件時(shí)間越長(zhǎng)或不平衡越嚴(yán)重，從零件中提取的碳就越多，這種情況是不期望得到的?？赡軙?huì)導(dǎo)致螺紋強(qiáng)度不夠或表面更容易萌生疲勞裂紋。
當(dāng)然，碳也可以向相反的方向流動(dòng)。如果大氣中碳的含量比零件多，碳會(huì)進(jìn)入零件導(dǎo)致滲碳。
6、等溫淬火是什么?
淬火和回火是用以形成馬氏體。等溫淬火是形成另一種又硬又強(qiáng)的貝氏體。在許多方面，等溫淬火與淬火和回火相似，但有兩個(gè)非常明顯的區(qū)別。
等溫淬火開(kāi)始時(shí)是在奧氏體化溫度下對(duì)零件進(jìn)行足夠長(zhǎng)的時(shí)間的加熱，使其結(jié)構(gòu)完全轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體。然后在液熔鹽下保溫一段時(shí)間，使零件轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，然后放置空氣中冷卻。
第二個(gè)顯著區(qū)別是，與馬氏體不同，貝氏體不需要回火，當(dāng)完全轉(zhuǎn)換時(shí)，這個(gè)過(guò)程就完成了。
7、等溫淬火有優(yōu)勢(shì)嗎?
等溫淬火，適合于形狀復(fù)雜，變形小，精度高，處理后具有高硬度和強(qiáng)韌性的工件，如齒輪，刀具、彈簧鋼夾等。
8、感應(yīng)淬火，它是如何應(yīng)用在緊固件上的?
感應(yīng)淬火，是唯一一種可以選擇熱處理部位的加工工藝。
使用感應(yīng)加熱線圈，使相應(yīng)的區(qū)域在奧氏體化溫度以上快速加熱，而不是加熱整個(gè)部分。
然后將零件淬火，選擇性硬化加熱區(qū)域。常用于某些自攻螺栓螺紋的尾部。
9、零件表面如何硬化?
表面硬化的方法主要有三種:
1、滲碳
2、氮化
3、碳氮共滲。
雖然這三種工藝中的任何一種都可以用于緊固件。
在滲碳條件下，零件在爐中的時(shí)間越長(zhǎng)，滲碳層越深，表面越硬。
由于滲碳需要很長(zhǎng)時(shí)間才能產(chǎn)生深層硬化，因此這一過(guò)程速度慢，很少用于像緊固件這樣的批量產(chǎn)品中。
滲氮和滲碳一樣，在表面形成了堅(jiān)硬和堅(jiān)固的氮化物。同樣，這是一個(gè)緩慢的過(guò)程，很少使用緊固件。碳氮共滲更適用于緊固件的表面硬化。
熱處理裝置將游離氨注入奧氏體化爐的富碳?xì)夥罩?，這些元素被吸收，并一起工作形成硬化表面，比只使用碳或氮更快。
10、去應(yīng)力和退火有區(qū)別嗎?
去應(yīng)力在臨界奧氏體化溫度下加工零件。
因此，這種效果是為了減輕成形過(guò)程中留下的殘余應(yīng)力。
退火在奧氏體化溫度以上進(jìn)行，根據(jù)所采用的工藝，可以得到均勻、柔軟、可成型的的珠光體組織。
11、淬火開(kāi)裂的原因是什么?
淬火裂紋是圍繞著淬火過(guò)程發(fā)生的一系列復(fù)雜事件的結(jié)果。
本質(zhì)上，當(dāng)鋼材從奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體時(shí)，由于原子重新排列進(jìn)入新的晶格，會(huì)發(fā)生體積膨脹。當(dāng)大直徑零件(或截面面積大的零件)淬火時(shí)，進(jìn)行由外向內(nèi)(或芯)部轉(zhuǎn)換，膨脹的芯部與已經(jīng)膨脹的堅(jiān)硬的外殼相互作用，產(chǎn)生殘余應(yīng)力。
如果產(chǎn)生的殘余應(yīng)力超過(guò)局部抗拉強(qiáng)度，則產(chǎn)生裂紋，可快速在整個(gè)零件蔓延，合金鋼制造的零件，通常比普通碳素鋼制造的零件更容易淬火開(kāi)裂。
