热处理原理以及退火正火淬火回火工艺模板.doc

金属热处理原理一、热处理作用 机床、汽车、摩托车、火车、矿山、石油、化工、航空、航天等用大量零部件需要经过热处理工艺改善其性能。拒初步统计，在机床制造中，约60%70%零件要经过热处理，在汽车、拖拉机制造中，需要热处理零件多达70%80%，而工模具及滚动轴承，则要100%进行热处理。总而言之，凡关键零件全部必需进行合适热处理才能使用。 材料热处理通常指是将材料加热到相变温度以上发生相变，再施以冷却再发生相变工艺过程。经过这个相变和再相变，材料内部组织发生了改变，所以性能改变。比如碳素工具钢T8在市面上购回经球化退火材料其硬度仅为20HRC，作为工具需经淬火并低温回火使硬度提升到6063HRC，这是因为内部组织由淬火之前粒状珠光体转变为淬火加低温回火后回火马氏体。同一个材料热处理工艺不一样其性能差异很大。表6-1列出45钢制直径为F15mm均匀园棒材料经退火、正火、淬火加低温回火和淬火加高温回火不一样热处理后机械性能，造成性能差异如此大原因是不一样热处理后内部组织截然不一样。同类型热处理（比如淬火）加热温度和冷却条件要由材料成份确定。这些表明，热处理工艺（或制度）选择要依据材料成份，材料内部组织改变依靠于材料热处理及其它热加工工艺，材料性能改变又取决于材料内部组织改变，材料成份加工工艺组织结构材料性能这四者相互依成关系贯穿在材料加工全过程之中。二、热处理基础要素 热处理工艺中有三大基础要素：加热、保温、冷却。这三大基础要素决定了材料热处理后组织和性能。加热是热处理第一道工序。不一样材料，其加热工艺和加热温度全部不一样。加热分为两种，一个是在临界点A1以下加热，此时不发生组织改变。另一个是在A1以上加热，目标是为了取得均匀奥氏体组织，这一过程称为奥氏体化。 保温目标是要确保工件烧透，预防脱碳、氧化等。保温时间和介质选择和工件尺寸和材质有直接关系。通常工件越大，导热性越差，保温时间就越长。 冷却是热处理最终工序，也是热处理最关键工序。钢在不一样冷却速度下能够转变为不一样组织。三、热处理基础类型 依据加热、冷却方法不一样及组织、性能改变特点不一样，热处理能够分为下列几类：1一般热处理 包含退火、正火、淬火和回火等。2表面热处理 包含感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、渗碳、氮化和碳氮共渗等。3其它热处理 包含可控气氛热处理、真空热处理和形变热处理等。 根据热处理在零件生产过程中位置和作用不一样，热处理工艺还可分为预备热处理和最终热处理。预备热处理是零件加工过程中一道中间工序（也称为中间热处理），其目标是改善锻、铸毛坯件组织、消除应力，为后续机加工或深入热处理作准备。最终热处理是零件加工最终工序，其目标是使经过成型工艺达成要求形状和尺寸后零件性能达成所需要使用性能金属热处理是将金属工件放在一定介质中加热到适宜温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不一样速度冷却一个工艺方法。 金属热处理是机械制造中关键工艺之一，和其它加工工艺相比，热处理通常不改变工件形状和整体化学成份，而是经过改变工件内部显微组织，或改变工件表面化学成份，给予或改善工件使用性能。其特点是改善工件内在质量，而这通常不是肉眼所能看到。 为使金属工件含有所需要力学性能、物理性能和化学性能，除合理选择材料和多种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少。钢铁是机械工业中应用最广材料，钢铁显微组织复杂，能够经过热处理给予控制，所以钢铁热处理是金属热处理关键内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也全部能够经过热处理改变其力学、物理和化学性能，以取得不一样使用性能。 在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代过程中，热处理作用逐步为大家所认识。早在公元前770前222年，中国人在生产实践中就已发觉，铜铁性能会因温度和加压变形影响而改变。白口铸铁柔化处理就是制造农具关键工艺。 公元前六世纪，钢铁兵器逐步被采取，为了提升钢硬度，淬火工艺遂得到快速发展。中国河北省易县燕下全部出土两把剑和一把戟，其显微组织中全部有马氏体存在，说明是经过淬火。 伴随淬火技术发展，大家逐步发觉冷剂对淬火质量影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成全部取水淬火。这说明中国在古代就注意到不一样水质冷却能力了，同时也注意了油和尿冷却能力。中国出土西汉(公元前206公元24)中山靖王墓中宝剑,心部含碳量为0.150.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当初作为个人“手艺”秘密，不愿外传，所以发展很慢。 1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下六种不一样金相组织，证实了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时相在急冷时转变为一个较硬相。法国人奥斯蒙德确立铁同素异构理论，和英国人奥斯汀最早制订铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。和此同时，大家还研究了在金属热处理加热过程中对金属保护方法，以避免加热过程中金属氧化和脱碳等。 18501880年，对于应用多种气体(如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。18891890年英国人莱克取得多个金属光亮热处理专利。 二十世纪以来，金属物理发展和其它新技术移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著进展是19011925年，在工业生产中应用转筒炉进行气体渗碳 ；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛碳势达成可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等深入控制炉内气氛碳势方法；60年代，热处理技术利用了等离子场作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺；激光、电子束技术应用，又使金属取得了新表面热处理和化学热处理方法。 二 金属热处理工艺 热处理工艺通常包含加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。这些过程相互衔接，不可间断。 加热是热处理关键步骤之一。金属热处理加热方法很多，最早是采取木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。电应用使加热易于控制，且无环境污染。利用这些热源能够直接加热，也能够经过熔融盐或金属，以至浮动粒子进行间接加热。 金属加热时，工件暴露在空气中，常常发生氧化、脱碳(即钢铁零件表面碳含量降低)，这对于热处理后零件表面性能有很不利影响。所以金属通常应在可控气氛或保护气氛中、熔融盐中和真空中加热，也可用涂料或包装方法进行保护加热。 加热温度是热处理工艺关键工艺参数之一，选择和控制加热温度 ，是确保热处理质量关键问题。加热温度随被处理金属材料和热处理目标不一样而异，但通常全部是加热到相变温度以上，以取得需要组织。另外转变需要一定时间，所以当金属工件表面达成要求加热温度时，还须在此温度保持一定时间，使内外温度一致，使显微组织转变完全，这段时间称为保温时间。采取高能密度加热和表面热处理时，加热速度极快，通常就没有保温时间或保温时间很短，而化学热处理保温时间往往较长。 冷却也是热处理工艺过程中不可缺乏步骤，冷却方法因工艺不一样而不一样，关键是控制冷却速度。通常退火冷却速度最慢，正火冷却速度较快，淬火冷却速度愈加快。但还因钢种不一样而有不一样要求，比如空硬钢就能够用正火一样冷却速度进行淬硬。 金属热处理工艺大致可分为整体热处理、表面热处理、局部热处理和化学热处理等。依据加热介质、加热温度和冷却方法不一样，每一大类又可区分为若干不一样热处理工艺。同一个金属采取不一样热处理工艺，可取得不一样组织，从而含有不一样性能。钢铁是工业上应用最广金属，而且钢铁显微组织也最为复杂，所以钢铁热处理工艺种类繁多。 整体热处理是对工件整体加热，然后以合适速度冷却，以改变其整体力学性能金属热处理工艺。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基础工艺。 退火将工件加热到合适温度，依据材料和工件尺寸采取不一样保温时间，然后进行缓慢冷却(冷却速度最慢)，目标是使金属内部组织达成或靠近平衡状态，取得良好工艺性能和使用性能，或为深入淬火作组织准备。正火将工件加热到适宜温度后在空气中冷却，正火效果同退火相同，只是得到组织更细，常见于改善材料切削性能，也有时用于对部分要求不高零件作为最终热处理。 淬火将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却。淬火后钢件变硬，但同时变脆。为了降低钢件脆性，将淬火后钢件在高于室温而低于710某一合适温度进行长时间保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。退火、正火、淬火、回火是整体热处理中“四把火”，其中淬火和回火关系亲密，常常配合使用，缺一不可。 “四把火”伴随加热温度和冷却方法不一样，又演变出不一样热处理工艺 。为了取得一定强度和韧性，把淬火和高温回火结合起来工艺，称为调质。一些合金淬火形成过饱和固溶体后，将其置于室温或稍高合适温度下保持较长时间，以提升合金硬度、强度或电性磁性等。这么热处理工艺称为时效处理。把压力加工形变和热处理有效而紧密地结合起来进行，使工件取得很好强度、韧性配合方法称为形变热处理；在负压气氛或真空中进行热处理称为真空热处理，它不仅能使工件不氧化，不脱碳，保持处理后工件表面光洁，提升工件性能，还能够通入渗剂进行化学热处理。 表面热处理是只加热工件表层，以改变其表层力学性能金属热处理工艺。为了只加热工件表层而不使过多热量传入工件内部，使用热源须含有高能量密度，即在单位面积工件上给较大热能，使工件表层或局部能短时或瞬时达成高温。表面热处理关键方法，有激光热处理、火焰淬火和感应加热热处理，常见热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 化学热处理是经过改变工件表层化学成份、组织和性能金属热处理工艺。化学热处理和表面热处理不一样之处是后者改变了工件表层化学成份。化学热处理是将工件放在含碳、氮或其它合金元素介质(气体、液体、固体)中加热，保温较长时间，从而使工件表层渗透碳、氮、硼和铬等元素。渗透元素后，有时还要进行其它热处理工艺如淬火及回火。化学热处理关键方法有渗碳、渗氮、渗金属、复合渗等。 热处理是机械零件和工模具制造过程中关键工序之一。大致来说，它能够确保和提升工件多种性能 ，如耐磨、耐腐蚀等。还能够改善毛坯组织和应力状态，以利于进行多种冷、热加工。 比如白口铸铁经过长时间退火处理能够取得可锻铸铁，提升塑性 ；齿轮采取正确热处理工艺，使用寿命能够比不经热处理齿轮成倍或几十倍地提升；另外，价廉碳钢经过渗透一些合金元素就含有一些价昂合金钢性能，能够替换一些耐热钢、不锈钢；工模具则几乎全部需要经过热处理方可使用。 三 钢分类 钢是以铁、碳为关键成份合金，它含碳量通常小于2.11% 。钢是经济建设中极为关键金属材料。钢按化学成份分为碳素钢（简称碳钢）和合金钢两大类。碳钢是由生铁冶炼取得合金，除铁、碳为其关键成份外，还含有少许锰、硅、硫、磷等杂质。碳钢含有一定机械性能，又有良好工艺性能，且价格低廉。所以，碳钢取得了广泛应用。但伴随现代工业和科学技术快速发展，碳钢性能已不能完全满足需要，于是大家研制了多种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目标地加入一些元素（称为合金元素）而得到多元合金。和碳钢比，合金钢性能有显著提升，故应用日益广泛。 因为钢材品种繁多，为了便于生产、保管、选择和研究，必需对钢材加以分类。按钢材用途、化学成份、质量不一样，可将钢分为很多类： （一） 按用途分类 按钢材用途可分为结构钢、工具钢、特殊性能钢三大类。 1.结构钢： （1）.用作多种机器零件钢。它包含渗碳钢、调质钢、弹簧钢及滚动轴承钢。 （2）用作工程结构钢。它包含碳素钢中甲、乙、特类钢及一般低合金钢。 2.工具钢：用来制造多种工具钢。依据工具用途不一样可分为刃具钢、模具钢和量具钢。 3.特殊性能钢：是含有特殊物理化学性能钢。可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等。 （二） 按化学成份分类 按钢材化学成份可分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢：按含碳量又可分为低碳钢（含碳量0.25%）；中碳钢（0.25%含碳量0.6%）；高碳钢（含碳量0.6%）。 合金钢：按合金元素含量又可分为低合金钢（合金元素总含量5%）；中合金钢（合金元素总含量=5%-10%）；高合金钢（合金元素总含量10%）。另外，依据钢中所含关键合金元素种类不一样，也可分为锰钢、铬钢、铬镍钢、铬锰钛钢等。 （三） 按质量分类 按钢材中有害杂质磷、硫含量可分为一般钢（含磷量0.045%、含硫量0.055%；或磷、硫含量均0.050%）；优质钢（磷、硫含量含硫量0.030%）。 另外，还有按冶炼炉种类，将钢分为平炉钢（酸性平炉、碱性平炉），空气转炉钢（酸性转炉、碱性转炉、氧气顶吹转炉钢）和电炉钢。按冶炼时脱氧程度，将钢分为沸腾钢（脱氧不完全），镇静钢（脱氧比较完全）及半镇静钢。 钢厂在给钢产品命名时，往往将用途、成份、质量这三种分类方法结合起来。如将钢称为一般碳素结构钢、优质碳素结构钢、碳素工具钢、高级优质碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢等。均0.040%）；高级优质钢（含磷量0.035%、 四 金属材料机械性能 金属材料性能通常分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定冷、热加工条件下表现出来性能。金属材料工艺性能好坏，决定了它在制造过程中加工成形适应能力。因为加工条件不一样，要求工艺性能也就不一样，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来性能，它包含机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能好坏，决定了它使用范围和使用寿命。 在机械制造业中，通常机械零件全部是在常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用，且在使用过程中各机械零件全部将承受不一样载荷作用。金属材料在载荷作用下抵御破坏性能，称为机械性能（或称为力学性能）。金属材料机械性能是零件设计和选材时关键依据。外加载荷性质不一样（比如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等），对金属材料要求机械性能也将不一样。常见机械性能包含：强度、塑性、硬度、韧性、数次冲击抗力和疲惫极限等。下面将分别讨论多种机械性能。 1 强度 强度是指金属材料在静荷作用下抵御破坏（过量塑性变形或断裂）性能。因为载荷作用方法有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式，所以强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。多种强度间常有一定联络，使用中通常较多以抗拉强度作为最基础强度指标。 2 塑性 塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形（永久变形）而不破坏能力。 3 硬度 硬度是衡量金属材料软硬程度指标。现在生产中测定硬度方法最常见是压入硬度法，它是用一定几何形状压头在一定载荷下压入被测试金属材料表面，依据被压入程度来测定其硬度值。 常见方法有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）和维氏硬度（HV）等方法。 4 疲惫 前面所讨论强度、塑性、硬度全部是金属在静载荷作用下机械性能指标。实际上，很多机器零件全部是在循环载荷下工作，在这种条件下零件会产生疲惫。 5 冲击韧性 以很大速度作用于机件上载荷称为冲击载荷，金属在冲击载荷作用下抵御破坏能力叫做冲击韧性。 五 退火-淬火-回火 (一)退火种类 1 完全退火和等温退火 完全退火又称重结晶退火，通常简称为退火，这种退火关键用于亚共析成份多种碳钢和合金钢铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。通常常作为部分不关键工件最终热处理，或作为一些工件预先热处理。 2 球化退火 球化退火关键用于过共析碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用钢种）。其关键目标在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。 3 去应力退火 去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火关键用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等残余应力。假如这些应力不予消除，将会引发钢件在一定时间以后，或在随即切削加工过程中产生变形或裂纹。 (二)淬火 为了提升硬度采取方法，关键形式是经过加热、保温、速冷。最常见冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火工件，轻易得到高硬度和光洁表面，不轻易产生淬不硬软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适适用于过冷奥氏体稳定性比较大部分合金钢或小尺寸碳钢工件淬火。 (三)回火 1 降低脆性，消除或降低内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不立即回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。 2 取得工件所要求机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足多种工件不一样性能要求，能够经过合适回火配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要韧性，塑性。 3 稳定工件尺寸 4 对于退火难以软化一些合金钢，在淬火（或正火）后常采取高温回火，使钢中碳化物合适聚集，将硬度降低，以利切削加工。 六 常见炉型选择 炉型应依据不一样工艺要求及工件类型来决定 1对于不能成批定型生产，工件大小不相等，种类较多，要求工艺上含有通用性、 多用性，可选择箱式炉。 2加热长轴类及长丝杆，管子等工件时，可选择深井式电炉。 3小批量渗碳零件，可选择井式气体渗碳炉。 4对于大批量汽车、拖拉机齿轮等零件生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。 5对冲压件板材坯料加热大批量生产时，最好选择滚动炉，辊底炉。 6对成批定型零件，生产上可选择推杆式或传送带式电阻炉（推杆炉或铸带炉） 7小型机械零件如：螺钉，螺母等可选择振底式炉或网带式炉。 8钢球及滚柱热处理可选择内螺旋回转管炉。 9有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉，而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。七、表面处理资料（1）钢结构防火处理钢材是一个不会燃烧建筑材料，它含有抗震、抗弯等特征。在实际应用中，钢材既能够相对增加建筑物荷载能力，也能够满足建筑设计美感造型需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸缺点，所以钢材受到了建筑行业青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车室、候机厅等采取钢材全部很普遍。不过，钢材作为建筑材料在防火方面又存在部分难以避免缺点，它机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度升高而急剧下降。 钢结构通常在450650温度中就会失去承载能力，发生很大形变，造成钢柱、钢梁弯曲，结果因过大形变而不能继续使用，通常不加保护钢结构耐火极限为15分钟左右。这一时间长短还和构件吸热速度相关。 要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面不足，必需进行防火处理，其目标就是将钢结构耐火极限提升到设计规范要求极限范围。预防钢结构在火灾中快速升温发生形变塌落，其方法是多个多样，关键是要依据不一样情况采取不一样方法，如采取绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传输速度推迟钢结构温升、强度变弱时间等。但不管采取何种方法，其原理是一致。下面介绍多个不一样钢结构防火保护方法。 一、外包层。就是在钢结构外表添加外包层，能够现浇成型，也能够采取喷涂法。现浇成型实体混凝土外包层通常见钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并确保外壳强度。喷涂法能够在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵能够是石灰水泥或是石膏砂浆，也能够掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也能够用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板，采取胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。 二、充水(水套)。空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效防护方法。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低温度，水在钢结构内循环，吸收材料本身受热热量。受热水经冷却后能够进行再循环，或由管道引入凉水来替换受热水。 三、屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达成防火目标。这是一个最为经济防火方法。 四、膨胀材料。采取钢结构防火涂料保护构件，这种方法含有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，通常不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定美观装饰作用，属于现代优异防火技术方法。 现在，高层钢结构建筑日趋增多，尤其是部分超高层建筑，采取钢结构材料更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故，火不是在短时间内就能扑灭，这就要求我们在建筑设计时，加大对建筑材料防火保护，以增强其耐火极限，并在建筑内部制订必需应急方案，以降低人员伤亡和财产损失。 （2）常见火焰喷涂塑料材料及性能塑料种类很多，依据塑料受热性能，可分为热塑性塑料及热固性塑料两大类。火焰喷涂用塑料粉末通常由塑料原料加上改性材料制成，这些改性材料，包含多种填料、颜料、流平剂、增韧剂等。经过改性，使塑料粉末轻易进行火焰喷涂。使制成涂层含有所要求颜色和多种性能。 热塑性塑料特点是可随温度上升而变软或熔化，冷却后则凝固成型变硬，这个过程为可逆过程可反复进行数次，通常热塑性塑料，含有优良抗化学性、韧性和弯曲性能，火焰喷涂常见热塑性塑料关键有聚乙烯、尼龙、聚丙烯、聚苯硫醚、氯化聚醚、EVA等，其中以聚乙烯、尼龙应用最多最广。 热固性塑料特点是用一些较低聚合度予聚体树脂，在一定温度下或加入固化剂条件下，固化成不能再次熔化或熔融，质地坚硬最终产物，温度再升高，产品只能分解，不能再软化。热固性塑料分子量较低，所以含有很好流平性、润湿性；所以能很好地粘附在工件表面，并含有很好装饰性能。火焰喷涂常见热固性塑料粉末有环氧、环氧/聚酯及聚酯粉末等。 1、聚乙烯(PE） 聚乙烯为白色透明物质，外观似石蜡，可着色，可弯曲，稍具延伸性。 聚乙烯是乙烯高分子聚合物，因生产方法不一样，产品分为高密度 HDPE(低压0.94110.965)。中密度MDPE(中压0.9260.940)低密度LDPE(高压 0.9100.025)。三者性质相同，但高密度聚乙烯在无负载和短期内耐温较高些(HDPE为100，LDPE为 75)，高密度聚乙烯最高使用温度为70，低密度聚乙烯为60，聚乙烯最低使用温度为-70。 通常，聚乙烯随密度增加，抗张强度、硬度、耐热性均增高。 聚乙烯有优良耐蚀性，对非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸、氢氟酸)、稀硝酸、碱、油(冷)和盐溶液全部有良好耐蚀性，能耐极性有机物(醇、酮)、水。在室温下耐通常溶剂，但在 60以上溶于芳烃、氯化溶剂及熔蜡中，有些溶剂能使其溶胀。 聚乙烯不耐浓硝酸、浓硫酸和其它强氧化剂腐蚀。 聚乙烯粉末涂层物理化学性能如表 1。 表1聚乙烯粉末涂层物理化学性能 注：试验采取 1.5m钢板，涂后在3035条件下、酸碱浸渍10d溶剂油类分别浸渍30d和100d后测试。聚乙烯粉末涂层和其它涂层性能比较见表 2 表2聚乙烯等其它品种粉末涂层性能比较 2、尼龙(聚酰胺) 尼龙是一个应用很广热塑性塑料，最高应用温度为 80120，最低使用温度为-50-60。 尼龙含有良好耐蚀性，十分耐碱和大多数盐水、稀酸。但不耐强酸和氧化性酸腐蚀。对烃、酮、酯、油类抗蚀能力良好，不耐酚和甲酸腐蚀。 尼龙强度高，坚韧、耐磨损，有润滑作用，所以常见作耐磨涂层，如:印刷机械中钢制墨辊、车床导轨、润滑涂层如轴承等。 尼龙对生物侵蚀是惰性，无毒，受细菌作用，可作食品和牛奶等容器表面涂层。 火焰喷涂常见尼龙粉末有尼龙 11、尼龙12、尼龙1010及部分二元、三元共聚尼龙，尼龙层和金属附着力好 续表 4 尼龙11涂层耐化学品性能3、聚丙烯 聚丙烯是丙烯高分子量聚合物，外观似聚乙烯但比聚乙烯更轻更透明。聚丙烯密度低(0.90)耐蚀性和聚乙烯相同，且较低，应用温度范围为-14+120。除浓硝酸，发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸外，能耐大多数有机和无机酸、碱和盐，对应力腐蚀破裂抗蚀性良好。80以下能耐有机溶剂，但能被一些强有机溶剂破坏。 聚丙烯强度高于聚乙烯，软化点较高（180）。硬度靠近尼龙，刚性好，常温下耐冲击性能良好。耐温性高，在低应力下可长久使用于110120。 4、聚苯硫醚（PPS） 聚苯硫醚通常指对苯基硫聚合物。交联前是一个线型结构，呈热塑性，是一类含有支链、无结晶熔点、高粘度聚合物、交联后呈热固性，若给予充足加热，却还能软化到一定程度，所以并非真正热固性塑料。 聚苯硫醚密度1.36，熔点288，是一个硬而脆、热稳定性优良热塑性塑料，同时它含有优良电绝缘性和粘结性，合适强度，应用温度范围为-148+250。 聚苯硫醚化学惰性及耐高温性使它成为良好耐腐蚀涂层。 聚苯硫醚防腐涂层可耐170下多种溶剂，200下多种酸碱、盐和化学药品，但易受卤素和氧化性介质，如游离氯、溴、硝酸、过氧化氢等腐蚀。聚苯硫醚熔区宽300420，故有良好流动性，且无毒、不燃。和金属粘接力强，所以是一个良好耐腐蚀涂层。 5、氯化聚醚 氯化聚醚是线型、高结晶度热塑性塑料，含有较高熔点（180），优良耐热、耐腐蚀性能和良好机械性能和电性能。抗冲击强度高，耐磨性和尺寸稳定性优良，吸水性小。应用温度范围为-30+120。 氯化聚醚耐蚀性仅次于聚四氟乙烯，可和聚三氟氯乙烯媲美，除强氧化性酸如浓硫酸、浓硝酸外，能耐各类酸、碱、盐及大多数有机溶剂腐蚀，不耐液氯、氟、溴腐蚀。 氯化聚醚导热系数低于大多数耐腐蚀热塑性塑料，适宜作绝热材料。 6、EVA（乙烯醋酸乙烯酯共聚物） EVA是乙烯和醋酸乙烯酯共聚物，是一个含有橡皮似弹性热塑性塑料。EVA性能和醋酸乙烯酯（VA）含量有很大关系，VA越少，越像低密度聚乙烯，而VA越多越像橡皮。EVA在较广温度范围（-4570）质坚韧，加入填料能使刚性和硬度提升。填料增多，对其关键性能影响不大，耐紫外光及臭氧。 EVA熔点低，（80100）密度0.930.95。施工方便，化学物理性能良好，耐稀酸、浓碱、不耐浓酸，50以上能溶于芳烃及氯化溶剂中。耐候性优于聚乙烯。EVA还有良好抗霉菌生长特征，可作食品容器防护涂层。 7、氟塑料 氟塑料是多种含氟塑料总称，由含氟单体如四氟乙稀，六氟丙烯，三氟氯乙烯，偏氟乙烯，氟乙烯及乙烯等单体经过均聚或共聚反应制得，按数量及用途来说，以聚四氟乙烯（F4）最为关键。其它还有聚三氟氯乙烯（F3），聚全氟代乙丙烯（F46）等。 氟塑料含有优良电绝缘性能，摩擦系数极低，和其它物质亲和力最小，含有优良不粘性。尤其是其化学性能优异，热稳定性能好。如F4，除了金属钠、氟元素及其化合物对它有侵蚀作用外，其它诸如强酸、强碱、油脂、去污剂及有机溶剂等化学药品均对它不起作用，使用温度范围为-200+260。为抗蚀性最好塑料。 氟塑料本身无毒，但遇热分解时，则产生剧毒，所以应尤其注意。 8、环氧粉末涂料 环氧树脂是环氧基高分子聚合物通称，未固化前它属于热塑性树脂，加入固化剂后能发生一系列交联反应，形成含有附着力极佳，坚韧度和抗化学性能均好热固性树脂，环氧树脂能耐通常溶剂，耐稀酸、稀碱、强碱，不耐强氧化剂如硝酸、浓硫酸等腐蚀，耐水性很好，最高使用温度为90100（通常型）、150（耐热型）。 在热固性粉末涂料中，环氧粉末涂料是首先应用一个品种，也是粉末涂料中，销售量占首位品种。 环氧粉末涂料有有光、半光、无光环氧粉末涂料（一般型）和防腐型环氧粉末涂料之分。一般环氧粉末密度1.51.8、熔点8595。 9、环氧/聚酯粉末涂料 环氧/聚酯粉末是由环氧、聚酯为关键原料热固性粉末涂料。它比环氧粉末含有愈加好装饰性、耐候性。 环氧/聚酯粉末密度1.41.8、熔点8595。（3）复合热处理对CrWMn钢组织影响内容摘要:摘要：研究了CrWMn钢经复合热处理后组织改变。结果表明，采取790/680循环球化退火可替换常规等温球化退火，并能缩短球化退火周期，节省能源。采取高温固溶处理加790/680循环球化退火，可取得高弥散度碳化物，使CrWnMn钢最终组织得到改善，强韧性显著提升。复合热处理。摘要：研究了CrWMn钢经复合热处理后组织改变。结果表明，采取790/680循环球化退火可替换常规等温球化退火，并能缩短球化退火周期，节省能源。采取高温固溶处理加790/680循环球化退火，可取得高弥散度碳化物，使CrWnMn钢最终组织得到改善，强韧性显著提升。 关键词：CrWMn钢；复合热处理；球化退火；显微组织 1序言 CrWMn钢可用于制造多种形状复杂冷挤压模和冲裁模，含有较高淬透性，淬火和低温回火后含有较高硬度和耐磨性。但常常规热处理后此钢易形成网状碳化物，在模具受力部位形成开裂和剥落。模具失效关键是由磨损、强度和韧性不足而造成。本文拟经过合适复合热处理来改善CrWMn钢组织，提升其强度和韧性，以取得很好综合性能。 2试验过程 试验用CrWMn钢为40mm棒材，为淬火低温回火态，硬度58HRC。其关键化学成份见表1。 表1CrWMn钢关键化学成份(质量分数)w(%) 元素CCrWMnSi 含量09010509012012016008110015035对CrWMn钢复合热处理分为两个步骤，一是预处理，二是淬火低温回火。预处理工艺见图1。 图1CrWMn钢预处理工艺 (a)常规退火(b)等温球化退火 (c)循环球化退火(d)高温固溶循环球化退火CrWMn钢经不一样工艺预处理后，选择组织形态、分布很好试样，在不一样温度条件下进行淬火低温回火最终热处理，观察其组织形态和分布，测定硬度改变。最终热处理工艺见图2。 图2CrWMn钢淬火回火工艺3试验结果及分析 图3为CrWMn钢经不一样预处理工艺处理后显微组织照片，CrWMn钢常常规退火后硬度为180190HB，经图1所表示热处理工艺处理后为180200HB。 图3CrWMn钢预处理后组织 (a)常规退火(b)等温球化退火(c)循环球化退火(d)固溶循环球化退火由图3可看出，常常规退火处理后CrWMn钢组织中碳化物呈片状分布；经810等温球化退火处理后，碳化物呈不规则颗粒状分布在铁素体基体上，分布不均匀；经790/6803次循环球化退火处理后，颗粒状碳化物尺寸变小，分布较为均匀；经1050固溶加790/6803次循环球化退火处理后，碳化物呈细小颗粒状析出且弥散程度高。 从工艺上看，在取得相同硬度情况下，用790/6803次循环球化退火，不仅可替换830等温球化退火，而且能改善组织中碳化物形态和分布、缩短球化退火时间，节省能源。这是因为循环球化退火在Ac1(750)以上加热保温过程中，片状珠光体中碳化物从尖角处溶解破断，而在Ar1(710)以下保温过程中，在原片状碳化物平面处析出颗粒状碳化物，从而加速了CrWMn钢球化过程进行，改善了碳化物形态和分布。在1050高温条件下，CrWMn钢中大量难溶W、Cr等合金元素碳化物溶入奥氏体中，经油淬后得到马氏体或下贝氏体组织，在随即进行790/680循环球化退火过程中，则会弥散地析出点状W、Cr碳化物。 所以，对于通常要求CrWMn钢，采取790/6803次循环球化退火工艺，既可满足组织和硬度要求，又能提升生产率，降低能耗；而对要求较高可选择1050高温固溶加790/6803次循环球化退火预处理工艺。 图4为经1050固溶加790/6803次循环球化退火处理后，经不一样温度油淬低温回火后CrWMn钢显微组织。 图4CrWMn钢不一样温度淬火低温回火后组织 (a)790淬火200回火(b)830淬火200回火(c)870淬火200回火(d)900淬火200回火4 结论 (1)对CrWMn钢采取790/6803次循环球化替换常规退火、等温球化退火，不仅能够改善其组织状态和性能，而且还能够提升热处理生产率，降低能耗。 (2)1050固溶加790/6803次循环球化退火，可深入改善CrWMn钢组织状态分布，提升其性能。 (3)经1050固溶加790/6803次循环球化退火处理后，再经830油淬200回火处理，CrWMn钢组织均匀而细小，碳化物弥散程度高，其耐磨性和综合性能好。 作者介绍：陈文华(1963)，男，硕士，讲师。关键研究方向为金属表面改性及金属材料焊接。联络电话：(O) 作者单位：陈文华(南京航空航天大学，南京210016) 参考文件： 1蒋修治译.模具钢热处理J模具技术，1994(1) 2蔡繤等低温快速球化处理J金属热处理，1992(4)：811 3满波高碳钢和轴承钢周期球化退火工艺J金属热处理，1993(6)：4344八、淬火介绍（1）钢淬火淬火时将钢加热到Ac3或Ac1以上，保温一定时间使其奥氏体化，再以大于临界冷却速度快速冷却，从而发生马氏体转变热处理工艺。淬火钢得到组织关键是马氏体（或下贝氏体），另外，还有少许残余奥氏体及未溶第二相。淬火目标是提升钢硬度和耐磨性。1、 淬火加热温度 碳钢淬火加热温度可利用Fe-Fe3C相图来选择。对于亚共析碳钢，适宜淬火温度为Ac3+3050，使碳钢完全奥氏体化，淬火后取得均匀细小马氏体组织。对于过共析碳钢，适宜淬火温度为Ac1+3050。淬火前优异行球化退火，使之得到粒状珠光体组织，淬火加热时组织为细小奥氏体晶粒和未溶细粒状渗碳体，淬火后得到隐晶马氏体和均匀分布在马氏体基体上细小粒状渗碳体组织。对于低合金钢，淬火加热温度也依据临界点Ac1或Ac3来确定，通常为Ac1或Ac3以上50100。高合金工具钢中含有较多强碳化物形成元素，奥氏体晶粒粗化温度高，故淬火温度亦高。2、淬火加热时间为了使工件各部分完成组织转变，需要在淬火加热时保温一定时间，通常将工件升温和保温所需时间计算在一起，统称为加热时间。 影响淬火加热时间原因较多，如钢成份、原始组织、工件形状和尺寸、加热介质、炉温、装炉方法及装炉量等。钢在淬火加热过程中，假如操作不妥，会产生过热、过烧或表面氧化、脱碳等缺点。过热是指工件在淬火加热时，因为温度过高或时间过长，造成奥氏体晶粒粗大现象。过热不仅使淬火后得到马氏体组织粗大，使工件强度和韧性降低，易于产生脆断，而且轻易引发淬火裂纹。对于过热工件，进行一次细化晶粒退火或正火，然后再按工艺规程进行淬火，便能够纠正过热组织。过烧是指工件在淬火加热时，温度过高，使奥氏体晶界发生氧化或出现局部熔化现象，过烧工件无法补救，只好报废。（2）钢表面淬火表面淬火是对工件表层进行淬火工艺。它是将工件表面进行快速加热，使其奥氏体化并快速冷却取得马氏体组织，而心部仍保持原来塑性、韧性很好退火、正火或调质状态组织。表面淬火后需进行低温回火，以降低淬火应力和降低脆性。表面淬火可有效提升工件表面层硬度和耐磨性，达成外硬内韧效果，并可造成表面层压应力状态，提升疲惫强度，延长工件使用寿命。1.感应加热表面淬火 感应加热表面淬火法原理图1-66（a）所表示。把工件放入由空心铜管绕成感应线圈中，当感应线圈通以交流电时，便