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钢的热处理是指在固态下通过对钢进行不同的加热、保温、冷却来改变钢的组织结构,从而获得所需要性能的一种工艺。钢的热处理路线图,如图所示:2、钢的热处理分类(1)根据工艺方法来分1)整体热处理(退火、正火、淬火、回 火);2)表面热处理(火焰加热表面淬火、感应加热表面淬火、激光加热表面淬火等);3)化学热处理(渗碳、渗氮、渗其它元素等)。(2)根据热处理在零件加工中的作用分1)预先热处理(退火、正火):为机械零件切削加工前的一个中间工序,以改善切削加工性能及为后续作组织准备。2)终热处理(淬火、回火):获得零件终使用性能的热处理 。3、过热度和过冷度加热和冷却时相图上临界点位置,如图所示:平衡态相变线:A1、A3、Acm加热(过热度): Ac1、Ac3、Accm
冷却(过冷度): Ar1、Ar3、Arcm
1.选择适宜的场地和库房
保管钢材的场地或仓库,应选择在清洁干净、排水通畅的地方,远离产生有害气体或粉尘的厂矿。在场地上要杂草及一切的杂物,保持钢材的干净 在仓库里不得与酸、碱、盐、水泥等对钢材有侵蚀性的材料堆放在一起。不同品种的钢材应分别堆放,防止混淆,防止接触腐蚀 大型型钢、钢轨、辱钢板、大口径钢管、锻件等可以露天堆放 中小型型钢、盘条、钢筋、中口径钢管、钢丝及钢丝绳等,可在通风良好的料棚内存放,但必须上苫下垫 一些小型钢材、薄钢板、钢带、硅钢片、小口径或薄壁钢管、各种冷轧、冷拔钢材以及价格高、易腐蚀的金属制品,可存放入库 库房应根据地理条件选定,一般采用普通封闭式库房,即有房顶有围墙、门窗严密,设有通风装置的库房 库房要求晴天注意通风,雨天注意关闭防潮,经常保持适宜的储存环境2.合理堆码、先进先放
堆码的原则要求是在码垛稳固、确保的条件下,做到按品种、规格码垛,不同品种的材料要分别码垛,防止混淆和相互腐蚀 禁止在垛位附近存放对钢材有腐蚀作用的物品 垛底应垫高、坚固、平整,防止材料受潮或变形 同种材料按入库先后分别堆码,便于执行先进先发的原则 露天堆放的型钢,下面必须有木垫或条石,垛面略有倾斜,以利排水,并注意材料安放平直,防止造成弯曲变形 堆垛高度,人工作业的不超过1.2m,机械作业的不超过1.5m,垛宽不超过2.5m 垛与垛之间应留有一定的通道,检查道一般为0.5m,出入通道视材料大小和运输机械而定,一般为1.5~2.0m 垛底垫高,若仓库为朝阳的水泥地面,垫高0.1m即可;若为泥地,须垫高0.2~0.5m。若为露天场地,水泥地面垫高0.3~0.5m,沙泥面垫高0.5~0.7m
屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的小应力值即为屈服点。设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样截面面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=10^6Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)2. 屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。3. 抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。设Pb为材料被拉断前达到的大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。4. 伸长率(δs)材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。5 . 屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。6. 硬度
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合金凝固时,由于溶质在固相中和在液相中的溶解度不同,而产生选分结晶(也称脱溶或液析)现象。即伴随结晶的进行,在凝固前沿不断有溶质析出(K<1时),使液相同溶质浓度逐渐增加。在平衡结晶时,溶质在固、液两相中的均匀扩散都得以充分进行,因而并不产生偏析。但在钢液的实际凝固过程中,溶质在两相,特别是在固相中的扩散不能充分进行。结果析出的溶质不断在凝固前沿的母液中富集,形成浓度很高的溶质偏析层,此偏析层内熔体的液相线温度相对于成分未变之母液的液相线温度有所降低,因而使凝固前沿处熔体的过冷减小。这一现象对凝固组织有很大的影响。极端情况下(固相不均化、液相不混合)凝固前沿出现溶质大的富集情况。其溶质的分布可用下式来描述:式中C L(x)为距凝固前沿x处液相中溶质浓度;C0为合金熔体中溶质的初始浓度;K为溶质的平衡分配系数,K=C0/CL导;R为结晶速度;DL为溶质在液相中的扩散系数。设K为常数(液、固相线为直线),且液相线斜率为m,则与凝固前沿溶质浓度相对应的液相线温度分布可用t L(x) =t0-mC L(x) =t0-mC0(1+1-k/k e -R/DLx)来描述。C L(x)及t L(x)的变化如图2所示。可见C L(x)随距凝固前沿距离增加而减小,t L(x)随距凝固前沿距离的增加而增高。在凝固前沿(x=O)处。熔体液相线温度tL与熔体实际温度之差称过冷,即Δt =tL-te。当达到稳定态结晶时,凝固前沿处tL=te=ts此时,液相线温度分布曲线与实际温度分布曲线所围成的区域(图2阴影区)称组成过冷区。组成过冷的出现,必将终止原有凝固界面的继续推进,并且当其凝固前沿前方过冷较大处的过冷超过生核所需的过冷度Δt ﹡ 时,将在凝固界面前方形成新的晶核。这是钢锭结晶组织由柱状晶向等轴晶转变的一种有说服力的解释。
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