-120℃低溫時效處理箱

時效處理就是釋放焊接應力、鑄造應力、機械加工應力的一種處理方法。 有自然時效和人工時效兩種：自然時效是將鑄件或焊接件，置于露天場地風吹、雨淋、日曬，半年以上，便其緩緩地釋放因焊接、鑄造產生的應力，從而使殘余應力消除或減少，如機床的床身零件。人工時效是將鑄件加熱到550～650℃進行去應力退火，它比自然時效節省時間，重要零件換可進行二次人工時效，殘余應力去除較為*而且時間短，可人為控制。

低溫時效：是將工件加熱到100一150 ℃，保溫較長時間(約5—20h)，低溫時效實際就是低溫補充回火，主要用于改變鋁合金的性能，航空上鋁合金件用得較多；還有一些合金材料也采用 低溫時效。

金屬熱處理的作用：

1、改善工藝性能。

例如，在機械加工之前常需進行退火處理，以調整硬度，改善冷加工性能；對于高碳鋼工具來說，為了改善其機加工性能，往往要進行正火和球化退火處理；對于某些存在較嚴重成分偏析的鑄錠，在熱處理之前還需進行均化退火。

2、改善材料或工件的使用性能。

例如，對齒輪如果采用正確的熱處理工藝，使用壽命可以比不經熱處理的齒輪成幾倍或幾十倍地提高；低碳鋼通過滲入某些合金元素可以得到“外強內韌”的性能；白口鑄鐵經過長時間退火處理可以獲得可鍛鑄鐵，塑性提高很多。

熱處理工藝一般包括加熱、保溫、冷卻三個過程，有時只有加熱和冷卻兩個過程。

金屬熱處理大體可分為整體熱處理、表面熱處理和化學熱處理三大類。

根據加熱介質、加熱溫度和冷卻方法的不同又可分為若干種不同的熱處理工藝。

整體熱處理：

整體熱處理是對工件的整體進行加熱，在保溫足夠長時間后，以適當的速度進行冷卻，通過組織的變化，以改變工件的整體力學性能的熱處理方法。對鋼鐵材料來說，整體熱處理又可以分為退火、正火、淬火和回火四種基本工藝。

表面熱處理：

表面熱處理是只對工件表層進行加熱，以改變工件表層力學性能的熱處理方法。表面熱處理的主要方法有火焰加熱表面淬火和感應加熱表面淬火，常用的熱源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感應電流、激光和電子束等。

（表面淬火：利用高頻感應電流，將鋼件表面迅速加熱，然后立即噴水使其快速冷卻。表面淬火的目的是使零件表面得到高硬度和耐磨性，而心部保持高的韌性和疲勞極限。高頻表面淬火一般不宜用與薄壁零件，以免淬透。）

化學熱處理：

化學熱處理是通過改變工件表層的化學成分，從而控制表面層組織結構和性能的熱處理方法。化學熱處理于表面熱處理不同之處是前者改變了工件表層的化學成分。常用的化學熱處理方法有滲碳、滲氮、碳氮共滲和滲各種金屬等。

退火（燜火）：

將鋼件加熱到臨界溫度（一般是710~750℃，有些合金鋼達到800~900℃）以上20~30℃，保溫一定時間后，緩慢冷卻，通過相變以獲得珠光體型組織，或不發生相變以消除應力、降低硬度的一種熱處理。

作用和應用：

1、降低硬度，提高塑性，改善切削加工性能和壓力加工性能（對于不存在珠光體型轉變的某些高合金鋼，不能采用退火來軟化，而要用正火后高溫回火來降低硬度，此時高溫活活屬于不發生相變的退火）

2、細化晶粒，調整組織（減少組織不均勻性）（限于有相變的退火），改善力學性能，為下一步工序作準備

3、消除鑄、鍛、焊、軋、冷加工等所產生的內應力。

正火又稱常化：

將鋼件加熱到臨界溫度以上30~50℃，保溫一定時間，然后以稍大于退火的冷卻速度（冷卻速度比退火快，加熱和保溫的時間一樣），冷卻下來，如空冷、風冷、噴霧等，得到片層間距很小的珠光體組織（有的叫正火索氏體）。

退火又分為：*退火、不*退火、等溫退火、去應力退火和再結晶退火。

作用和應用：

正火的目的與退火相似。（正火目的：使組織細化，增加強度和韌性，減少內應力，改善切削性能和用來處理不重要的低碳鋼及中碳鋼構件和滲碳零件）具體應用如下：

1、用于含碳量低于0.25%的低碳鋼工件，以代替退火，有利于鋼的切削加工。（此時的正火通稱高溫正火）

2、用于消除過共析鋼種的網狀滲碳體，以利球化退火。對于截面尺寸較大的過共析鋼，應避免采用正火處理。

3、對某些大型重型鋼件以及形狀復雜，截面有急劇變化的鋼件應用正火處理來代替淬火處理，以免發生嚴重變形或開裂。

4、對于含碳量在0.25%~0.5%范圍內的中碳鋼，如35、45鋼也適于用正火代替退火，但對同樣含碳量的合金鋼如5CrMnMo、38CrMoAl等合金鋼在正火后還需進行去應力退火。

5、對于性能要求不高的普通結構零件，可以用正火作為最終熱處理，來提高力學性能。

淬火又稱硬化：

將鋼件加熱到相變溫度以上（臨界溫度以上30~50℃），保溫一定時間，然后快速冷（在水、鹽水或油中（個別材料再空氣中）冷卻）下來的一種熱處理方法。

作用和應用：

1、提高硬度和耐磨性。

2、淬火加中或高溫回火以獲得良好的綜合力學性能。

應根據淬火零件的材料、形狀、尺寸和所要求的力學性能的不同，采用不同的淬火方法。

如果工件只需局部提高硬度，則可進行局部淬火，以免工件其他部分產生變形和開裂。

注：中碳鋼淬火時會引起內應力，使鋼變脆，所以淬火后必須回火才能同時得到高強度和高韌性。

回火：

將淬火后的工件重新加熱到一定溫度（臨界溫度以下），保溫一段時間，然后取出以一定方式冷卻（空氣或水、油中冷卻）下來。

回火有分為：低溫回火（一般加熱溫度在150~250℃）、中溫回火（在250~450℃）和高溫回火（450~720℃）。

作用和應用：

1、降低（消除）淬火后的脆性，消除內應力，減少工件的變形和開裂。

2、調整硬度（適當降低硬度和強度），提高塑性和韌性，獲得工件所要求的力學性能。

3、穩定工件尺寸。

注：調質

將鋼件加熱到比淬火時稍高一些的溫度，保溫后進行淬火，然后進行高溫回火。

（淬火后高溫回火稱為調質），可得強度高、塑性、韌性都較好得綜合力學性能，并可使某些具有二次硬化作用得高合金鋼（如高速鋼）二次硬化，其缺點是工藝較復雜，在提高塑性、韌性同時，強度、硬度有所降低。

時效處理：

高溫時效：加熱到略低于高溫回火得溫度，保溫后緩冷到300℃以下出爐。

低溫時效：將工件加熱到100~150℃，長時間（約5~20h）保溫后冷卻。

作用和應用：

時效的目的是使淬火后的工件進一步消除內應力，穩定工件尺寸。

時效常用來處理要求形狀不再發生變形的精密工件，如精密軸承，精密絲杠、床身、箱體等。

低溫時效實際就是低溫補充回火。

滲碳：

將低碳鋼件（一般含碳量為0.15%~0.25%）放在大量含碳的固體（木炭、碳酸鋇等）、液體（碳酸鈉等）或氣體（甲烷等）介質中，加熱到850~950℃，保溫一定時間，使碳擴散到鋼件的表面層內，則表面的含碳量可達0.8~1.2%，經淬火后鋼件的表面硬度可以提高，并能提高疲勞極限及耐磨性，而使心部保持一定的韌性和塑性。

滲碳深度隨零件的具體尺寸及工作條件的要求而定，太薄易引起表面疲勞剝落，太厚則受不起沖擊，一般常采用0.5~0.25mm。可按載荷情況近似參考下列數值（要求耐磨性大）：

載荷低：滲碳層深度＜0.5mm；

載荷較大：滲碳層深度0.5~1.0mm；

載荷重：滲碳層深度1.0~1.5mm；

載荷超重：滲碳層深度＞1.5mm。

滲碳層表面硬度應不低于56HRC，對于用合金鋼制造的重要零件應不低于60HRC。

為了保證滲碳后零件的性能，滲碳層的含碳量在0.85%~1.05%。

模數大于4mm，齒寬大于直徑的重負荷圓柱齒輪和圓弧齒輪，或模數5~8mm的重負荷直齒錐齒輪、弧齒錐齒輪等，因為表面淬火不能獲得均勻分布的淬透層，而采用滲碳淬火。

氮化：

將鋼件放在含有氮的介質或利用氨氣加熱分解的氨氣中，加熱到500~620℃，持續保溫相當長的時間（一般需要20~50h），氨擴散滲入到鋼的表層內。使鋼的表面硬度大大提高，并能提高鋼件表層的耐磨性和疲勞極限及抗蝕能力。

滲氮層厚度根據滲氮工藝性和使用性能，一般不超過0.6~0.7mm。

氰化（碳氮共滲）：

將鋼件放在含有氰鹽或氰根的活性介質中，加熱到500~600℃（低溫氰化）、800~870℃（中溫氰化）或900~950℃（高溫氰化），保溫一定時間使碳與氮同時擴散滲入到鋼件表層內。可以大大提高鋼的表面硬度，提高表層的耐磨性和疲勞極限，并保持鋼件心部的塑性和韌性。

注：

低溫氰化以滲氮為主，主要是為了提高合金工具鋼、高速鋼制工具、刀具的熱硬性、耐磨性，這種碳氮共滲的結果與滲氮相似，共滲層深度可達0.02~0.06mm。

中溫氰化主要適用于一般承受壓力不很大而受磨損的中碳結構鋼零件，共滲層深度，一般為0.3~0.8mm。

高溫氰化主要以滲碳為主，主要用于承受壓力很大的中碳鋼及合金鋼的小型結構零件，也可用于低碳鋼件代替滲碳，能獲得1~2mm的共滲層，中溫和高溫碳氮共滲用于提高表面硬度、耐磨性和抗疲勞性能。

氣體碳氮共滲已廣泛應用于汽車、拖拉機齒輪及各種標準件的表面強化處理。汽車調質鋼齒輪共滲深度：輕型汽車0.15~0.25mm；載重汽車0.25~0.35mm。

液體碳氮共滲；共滲后，還需淬火和低溫回火。

附：

熱處理工藝在金屬加工工序中的安排原則：

退火與正火：

屬于毛坯預備性熱處理，應安排在機械加工之前。

時效：

為了消除殘余應力，對于尺寸大、結構復雜的鑄件，需在粗加工前、后各安排一次時效處理；對于一般鑄件在鑄造后或粗加工后安排一次時效處理；對于精度要求高的鑄件，在半精加工前、后各安排一次時效處理；對于精度高、剛度差的零件，在粗車、粗磨、半精磨后各安排一次時效處理。

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