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何謂鋼材的正火？
更新時(shí)間：2020-04-17
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正火，又稱?；?，是將工件加熱至Ac3(Ac是指加熱時(shí)自由鐵素體全部轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體的終了溫度，一般是從727℃到912℃之間)或Acm(Acm是實(shí)際加熱中過(guò)共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線 )以上30~50℃，保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。其目的是在于使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化。
? ? ? 正火與退火的不同點(diǎn)是正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細(xì)一些，其機(jī)械性能也有所提高。另外，正火爐外冷卻不占用設(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來(lái)代替退火。對(duì)于形狀復(fù)雜的重要鍛件，在正火后還需進(jìn)行高溫回火(550-650℃)高溫回火的目的在于消除正火冷卻時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力，提高韌性和塑性。?
? ?正火的主要應(yīng)用范圍有:
?①用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預(yù)處理。
?②用于中碳鋼，可代替調(diào)質(zhì)處理(淬火+高溫回火)作為最后熱處理，也可作為用感應(yīng)加熱方法進(jìn)行表面淬火前的預(yù)備處理。
?③用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等，可以消降或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織。
?④用于鑄鋼件，可以細(xì)化鑄態(tài)組織，改善切削加工性能。
?⑤用于大型鍛件，可作為最后熱處理，從而避免淬火時(shí)較大的開裂傾向。
?⑥用于球墨鑄鐵，使硬度、強(qiáng)度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)的曲軸、連桿等重要零件。
?⑦過(guò)共析鋼球化退火前進(jìn)行一次正火，可消除網(wǎng)狀二次滲碳體，以保證球化退火時(shí)滲碳體全部球粒化。 正火后的組織:亞共析鋼為鐵素體+珠光體，共析鋼為珠光體，過(guò)共析鋼為珠光體+二次滲碳體，且為不連續(xù)。?
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? ? ? 正火主要用于鋼鐵工件。一般鋼鐵正火與退火相似，但冷卻速度稍大，組織較細(xì)。有些臨界冷卻速度很小的鋼，在空氣中冷卻就可以使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，這種處理不屬于正火性質(zhì)，而稱為空冷淬火。與此相反，一些用臨界冷卻速度較大的鋼制作的大截面工件，即使在水中淬火也不能得到馬氏體，淬火的效果接近正火。鋼正火后的硬度比退火高。正火時(shí)不必像退火那樣使工件隨爐冷卻，占用爐子時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，所以在生產(chǎn)中一般盡可能用正火代替退火。對(duì)于含碳量低于0.25%的低碳鋼，正火后達(dá)到的硬度適中，比退火更便于切削加工，一般均采用正火為切削加工作準(zhǔn)備。對(duì)含碳量為0.25~0.5%的中碳鋼，正火后也可以滿足切削加工的要求。對(duì)于用這類鋼制作的輕載荷零件，正火還可以作為最終熱處理。高碳工具鋼和軸承鋼正火是為了消除組織中的網(wǎng)狀碳化物，為球化退火作組織準(zhǔn)備。 普通結(jié)構(gòu)零件的最終熱處理 ，由于正火后工件比退火狀態(tài)具有更好的綜合力學(xué)性能，對(duì)于一些受力不大、性能要求不高的普通結(jié)構(gòu)零件可將正火作為最終熱處理，以減少工序、節(jié)約能源、提高生產(chǎn)效率。此外，對(duì)某些大型的或形狀較復(fù)雜的零件，當(dāng)淬火有開裂的危險(xiǎn)時(shí)，正火往往可以代替淬火、回火處理，作為最終熱處理。 目的 (1)去除材料的內(nèi)應(yīng)力 (2)調(diào)整材料的硬度(一般為提高)，塑性略降低 這樣是為了接下來(lái)的加工做準(zhǔn)備。和退火差不多的作用，只是為了提高效率，降低成本。?
? ? ? 區(qū)別：
?(1)正火的冷卻速度較退火快，得到的珠光體組織的片層間距較小，珠光體更為細(xì)薄，目的是使鋼的組織正?；?，所以亦稱?；幚怼＠?，含碳小于0.4%時(shí)，可用正火代替完全退火。
?(2)正火和完全退火相比，能獲得更高的強(qiáng)度和硬度。 (3)正火生產(chǎn)周期較短，設(shè)備利用率較高，節(jié)約能源，成本較低，因此得到了廣泛的應(yīng)用。 選用 退火與正火屬于同一類型熱處理。
? ? ? ?在實(shí)際生產(chǎn)中，退火與正火的選擇主要從以下三個(gè)方面來(lái)考慮。
?1.從切削加工性考慮 金屬的切削加工性能，包括硬度、切屑脆性、加工表面粗糙度及對(duì)刀具的磨損等。一般說(shuō)來(lái)，金屬的硬度在170-230HBW范圍內(nèi)，切削性能較好。硬度過(guò)高，不但難以加工，而且使刀具很快磨損;硬度過(guò)低，切削時(shí)易造成粘刀及切屑纏繞，降低刀具壽命，且切削表面粗糙。在一般生產(chǎn)中，低，中碳結(jié)構(gòu)鋼以正火作為預(yù)備熱處理較為合適，高碳結(jié)構(gòu)鋼(如軸承鋼)和工具鋼則以退火(球化退火)為好。對(duì)于合金鋼，由于含有合金元素，鋼的硬度有所提高，所以在大多數(shù)情況下，中碳以上的合金鋼常選用退火。?
2.從使用性能考慮 如果對(duì)鋼件的性能要求不太高，可采用正火作為最終熱處理。但如果零件尺寸較大或形狀較復(fù)雜，正火有可能使零件產(chǎn)生較大的殘余力或變形、開裂，這時(shí)應(yīng)選擇退火對(duì)力學(xué)性能要求較高，必頻進(jìn)行淬火+回火最終熱處理零件，從減少變形和開裂的傾向性來(lái)說(shuō)、預(yù)備熱處理應(yīng)選用退火。?
3.從經(jīng)濟(jì)上考慮 正火比退火生產(chǎn)周期短，且操作簡(jiǎn)便。放在可能條件下，特別是在大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮以正火代替退火。 熱處理工藝 鋼的熱處理種類分為整體熱處理和表面熱處理兩大類。常用的整體熱處理有退火，正火、淬火和回火;表面熱處理可分為表面淬火與化學(xué)熱處理兩類。 正火是將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50℃,保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織。
?正火與退火工藝相比，其主要區(qū)別是正火的冷卻速度稍快，所以正火熱處理的生產(chǎn)周期短。故退火與正火同樣能達(dá)到零件性能要求時(shí)，盡可能選用正火。大部分中、低碳鋼的坯料一般都采用正火熱處理。一般合金鋼坯料常采用退火，若用正火，由于冷卻速度較快，使其正火后硬度較高，不利于切削加工。
?應(yīng)用 (1)作為最終熱處理:
?1)可以細(xì)化奧氏體晶粒，使組織均勻化。
?2)減少亞共析鋼中鐵素體的含量，使珠光體含量增多并細(xì)化，從而提高鋼的強(qiáng)度、硬度和韌性。?
3)對(duì)于普通結(jié)構(gòu)鋼零件，如含碳0.4%~0.7%時(shí)，并且力學(xué)性能要求不很高時(shí)，可以正火作為最終熱處理。
?4)為改善一些鋼種的板材、管材、帶材和型鋼的力學(xué)性能，可將正火作為最終熱處理。
?(2)作為預(yù)先熱處理:
?1)截面較大的合金結(jié)構(gòu)鋼件，在淬火或調(diào)質(zhì)處理(淬火加高溫回火)前常進(jìn)行正火，以消除魏氏組織和帶狀組織，并獲得細(xì)小而均勻的組織。?
2)對(duì)于過(guò)共析鋼可減少二次滲碳體量，并使其不形成連續(xù)網(wǎng)狀，為球化退火作組織 準(zhǔn)備。
?3)對(duì)于大型鍛件和較大截面的鋼材，可先正火而為淬火作好組織準(zhǔn)備。
?(3)改善切削加工性能:低碳鋼或低碳合金鋼退火后硬度太低，不便于切削加工。正火可提高其硬度，改善其切削加工性能。
?(4)改善和細(xì)化鑄鋼件的鑄態(tài)組織。
?(5)對(duì)某些大型、重型鋼件或形狀復(fù)雜、截面有急劇變化的鋼件，若采用淬火的急冷將發(fā)生嚴(yán)重變形或開裂，在保證性能的前提下可用正火代替淬火。