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如何提高金属的硬度

提高金属硬度的方法

1. 合理选择加热温度和冷却介质

淬火加热温度选择主要考虑的是获得高的硬度还是高的韧性。一般提高淬火加热温度可以增加钢的硬度和强度,而降低淬火加热温度则可增加钢的韧性和塑性。但淬火加热温度过高或过低都会引起淬火工件质量下降和增加淬火工件变形。因此,在选择淬火加热温度时,应根据钢种、原始组织和工艺条件等综合考虑。

冷却介质的选择主要考虑冷却能力、易用性、成本和对工件及环境的影响等因素。水淬冷却快,但变形和开裂倾向大,多用于截面尺寸不大的碳素钢及合金钢工件的淬火。油淬冷却能力低,可提高工件表面质量,多用于高合金钢及大截面工件的淬火。根据实际需要可采用混合冷却、分级冷却、双液淬火和等温淬火等。

2. 掌握好冷却速度

冷却速度主要取决于淬火介质和工件在介质中冷却方式及停留时间等因素。冷却速度对工件组织和性能有很大影响。冷却速度过快会导致工件内部应力增大,产生裂纹的倾向加大,并使工件疏脆性增大;而冷却速度过慢,会导致奥氏体转变不完全,使工件表面硬度降低,达不到所要求的硬度范围。因此,要获得高硬度、高韧性和高耐磨性的淬火组织,应根据钢种特性及零件形状复杂程度和技术要求等,正确选择和调整冷却速度。

3. 掌握好淬透深度

淬透深度主要取决于钢的碳含量、原始组织状态和工件截面尺寸等因素。经研究表明,淬透层深度随着钢中碳含量增加而减小。一般淬透层深为钢材直径的1/10~1/20的深度时,能获得比较均匀的淬火组织。对于截面尺寸较大的工件,其碳含量一般较高,为了防止淬火开裂,应适当减小淬透深度。

4. 合理选择加热介质

感应加热是目前最常用的一种淬火加热方法。它具有加热速度快、氧化少、热应力小、受热均匀、工件变形小、节能、无污染等特点,特别适用于形状复杂的小型工件的局部或整体淬火。根据具体条件,可选用盐浴淬火、气体渗碳淬火等其他加热方法。

5. 合理选择回火温度

回火温度对金属组织和性能有很大影响。一般来说,回火温度越高,钢的强度和韧性越好,但温度过高会导致钢变软。因此,在选择回火温度时,应根据钢种、原始组织和硬度要求等因素综合考虑。同时注意严格控制回火时间。

6. 采用表面强化处理技术

采用表面强化处理技术可以提高金属表面的硬度和耐磨性,而不会引起内部组织和性能的变化。目前常用的表面强化处理技术有渗碳、氮化、碳氮共渗、渗金属等。这些技术各有优缺点,应根据具体情况选择合适的处理方法。

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