緊固件熱處理，是一個復(fù)雜的過程，有許多細節(jié)需要掌握。

今天，螺絲君，梳理一些常見的問題和答案，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、提高零件強度；

2、提高表面硬度及強度；

3、提高可加工性和細化顯微組織。

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理，往往是不同的。例如，鋁合金螺栓和合金鋼緊固件的強化機制完全不同。

此外，使用相似材料的緊固件，也會根據(jù)不同需求進行不同的熱處理。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，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，新的晶格會處于高度的應(yīng)力中，鋼材比熱處理前更硬更強，但也更脆，由于太脆了，不能在某些類型的負載下服役，否則很可能很容易損壞。

所以，我們必須通過回火來改變這種情況。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間，是熱處理企業(yè)必須控制的兩個重要參數(shù)。

如果回火溫度不夠高，或者零件在那個溫度下加熱的時間不夠長，零件就會回火不夠，這意味著它們?nèi)匀粫行┐唷?/span>

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)中等強度(8.8級)和高強度(10.9級、12.9級)緊固件的熱處理工藝。

有三個比較關(guān)鍵重要的步驟:

• 緊固件被加熱足夠長的時間，以充分達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，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。為了解決這個問題，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(例如奧氏體化)溫度)時，原子被激發(fā)并四處運動。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，那么會導(dǎo)致零件脫碳。

暴露的零件時間越長或不平衡越嚴(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?dǎo)致螺紋強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。如果大氣中碳的含量比零件多，碳會進入零件導(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，但有兩個非常明顯的區(qū)別。

• 等溫淬火開始時是在奧氏體化溫度下對零件進行足夠長的時間的加熱，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間，使零件轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w，然后放置空氣中冷卻。

  
  

• 第二個顯著區(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，這個過程就完成了。

7、等溫淬火有優(yōu)勢嗎?

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，零件在爐中的時間越長，滲碳層越深，表面越硬。

由于滲碳需要很長時間才能產(chǎn)生深層硬化，因此這一過程速度慢，很少用于像緊固件這樣的批量產(chǎn)品中。

滲氮和滲碳一樣，在表面形成了堅硬和堅固的氮化物。同樣，這是一個緩慢的過程，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氣氛中，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程中留下的殘余應(yīng)力。

退火在奧氏體化溫度以上進行，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、淬火開裂的原因是什么?

淬火裂紋是圍繞著淬火過程發(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，由于原子重新排列進入新的晶格，會發(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，進行由外向內(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)力超過局部抗拉強度，則產(chǎn)生裂紋，可快速在整個零件蔓延，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裂。