沈陽金屬表面硬化處理-金屬表面硬化處理種類

表面工程技術(shù)圍繞腐蝕、摩擦、磨損和功能特性等因素,成為20世紀(jì)80年代世界上發(fā)展的十項關(guān)鍵技術(shù)之一，取得長足進展，形成一門新興學(xué)科——表面工程學(xué)。美國商業(yè)部將表面工程技術(shù)列入影響2l世紀(jì)人類生活的七大關(guān)鍵技術(shù)之一，與計算機科學(xué)、生命科學(xué)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、信息技術(shù)和制造技術(shù)并列。

英國伯明翰大學(xué)教授Tom. Bell在上世紀(jì)八十年代初提出了表面工程的概念。他認為，表面工程是將材料表面和基體一起作為一個系統(tǒng)進行設(shè)計和改性，以期獲得材料表面和基體本身都不可能具有的優(yōu)異性能，其效益成本比是很高的。

根據(jù)材料科學(xué)與工程的四個要素，即成分和組織結(jié)構(gòu)——制備和加工——性能——使用性能之間的關(guān)系，表面工程技術(shù)同樣應(yīng)是通過改變基體材料表面的化學(xué)成分或者采用某些工藝改變基體表面的組織結(jié)構(gòu)并獲得相應(yīng)性能，以滿足使用性能要求的工程技術(shù)。

具體說來，表面工程技術(shù)就是根據(jù)固體材料表面在具體使用環(huán)境中的失效機理和特殊性能要求，從各種表面改性技術(shù)、涂鍍技術(shù)和薄膜技術(shù)等機械、物理或化學(xué)方法中，選取為經(jīng)濟、有效的工藝方法改變材料表面及近表面區(qū)的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)和應(yīng)力狀況，從而提高材料抵御環(huán)境的能力，或賦予材料表面具有機械、裝飾、物理和某些特殊功能（如聲、電、光、磁及其轉(zhuǎn)換等功能）的系統(tǒng)工程技術(shù)。

沈陽金屬表面硬化處理-金屬表面硬化處理種類。

結(jié)構(gòu)材料和工具材料的主要任務(wù)是保證其所制成的機械零件或工具在的工作條件下和的期限內(nèi)能可靠地服役而不發(fā)生失效。斷裂、腐蝕和磨損是金屬材料制件的三種主要失效形式，據(jù)美國20世紀(jì)90年代初估算，這三種失效形式造成的經(jīng)濟損失達3000多億美元，約占國民生成總值（GNP）的10%。三種失效形式所占比例相差不多，都超過GNP的3%，其中腐蝕所造成的經(jīng)濟損失。我國也不例外，僅冶金礦山、農(nóng)機、煤礦、電力和建材等部門的不完全統(tǒng)計，由于機件與材料抗磨損壽命低，每年因磨損報廢或更換的備件達100多萬噸，價值約20億人民幣。近年來，我國由國外引進近1000億美元的機械裝置，每年因磨損失效需要補充或更換的備件近10億美元。原國家科委對金屬腐蝕情況做過調(diào)查，每年損失達100～200億元人民幣。如果考慮金屬磨損、腐蝕造成的事故及維修等間接損失，其數(shù)值將相當(dāng)可觀。除磨損和腐蝕之外，疲勞斷裂也往往是從受力的表面開始逐漸向內(nèi)部發(fā)展的。因此，采用表面強化技術(shù)，提高機械零件的耐磨性和抗蝕性，從而提高機電產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)省材料、節(jié)省能源，對于國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。

常用的預(yù)先熱處理工藝有調(diào)質(zhì)、淬火+回火、正火及退火。

①不銹鋼硬化前的預(yù)先熱處理一般采用淬火+回火，目的是為了消除加工應(yīng)力和改善組織。對硬度要求不高的工件可采用退火處理。奧氏體不銹鋼通常采用固溶處理。

②調(diào)質(zhì)是結(jié)構(gòu)鋼常用的預(yù)先熱處理工藝，調(diào)質(zhì)的回火溫度至少要比硬化溫度高20～40℃?；鼗饻囟仍礁?，工件硬度越低，基體組織中碳化物彌散度愈小。因此，回火溫度應(yīng)根據(jù)對基體性能和硬化層性能的要求綜合確定。調(diào)質(zhì)后理想的組織是細小均勻分布的索氏體組織，不允許存在粗大的索氏體組織，也不允許有較多的游離鐵素體存在。

調(diào)質(zhì)引起的脫碳對硬化層脆性和硬度影響很大，所以調(diào)質(zhì)前的工件應(yīng)留有足夠的加工余量，以保證機械加工時能將脫碳層全部切除。對硬化后要求變形很小的工件，在精加工前（如精磨）還應(yīng)進行一次或多次穩(wěn)定化處理，處理溫度應(yīng)處于調(diào)質(zhì)溫度和硬化溫度之間。調(diào)質(zhì)后，若工件的硬度或金相組織不合格，允許返工。

③工、模具鋼硬化前的預(yù)先熱處理一般采用淬火+回火處理。

④正火預(yù)先熱處理只適用于對心部強度和韌性要求不高的工件，正火時冷卻速度不宜過慢。尺寸較大的工件不宜采用正火處理，因正火時過慢的冷卻速度會產(chǎn)生粗大組織，硬化后表面硬度低且不均勻。正火后不合格的工件允許返工。

⑤球鐵的預(yù)先熱處理多采用正火處理。

⑥退火處理在鈦合金中運用較多，結(jié)構(gòu)鋼中極少采用退火處理。38CrMoAl鋼不允許采用退火處理，否則硬化層組織中易出現(xiàn)不利的針狀化合物。

⑦對于經(jīng)過變形（如沖壓、鍛造、機加工等）的工件，應(yīng)進行去應(yīng)力退火處理，以減少變形。

還需說明的是，正火時冷卻速度不易過慢，調(diào)質(zhì)時回火溫度不應(yīng)過高，保溫時間不應(yīng)太長。截面尺寸大的工件不易用正火態(tài)，而應(yīng)調(diào)質(zhì)處理，這是因為細小的原始組織比粗大的原始組織硬化后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度。

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