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淘钢网介绍钢材表面硬化处理工艺

类别:行业新闻 日期:2020-05-08 15:58:33
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  耐磨损和抗压痕的能力是某些类型钢材的两个非常重要的属性。 硬度,这些属性的度量,是决定选择哪种钢材时的关键考虑因素。 可以说,必须为其找到最佳硬度的钢材最重要的区域是其最外表面。 这是因为表面受到最大的磨损和直接冲击。 为了确保钢材基材的硬度合适,某些钢材通过称为表面硬化的方法改变了其表面硬度。

  什么是表面硬化?

  渗碳淬火是一种用于提高钢材外表面硬度的材料加工方法。 进行表面硬化处理会形成非常薄的钢材层,该层比硬化层下面的较大体积的钢材要硬得多。 表面硬化几乎总是需要高温才能执行。 通过加热,可以通过改变钢材的晶体结构或向钢材的外表面的组成中添加新的元素来引起硬化。 由于硬化过程会降低可成形性和可加工性 ,因此通常在完成大多数其他制造过程后才进行表面硬化。

钢材表面硬化.jpg

  为什么要变硬?

  有几种原因可以对材料进行表面硬化处理,而不是对整个钢材对象进行硬化处理。 原因之一是效率。 与钢材的整个横截面相比,加热钢材的最外层表面所需的能量和时间更少。 这些效率可以在大规模制造操作中节省大量成本。 强化硬化的另一个原因是性能。 具有坚硬的外壳和更易延展的内部的钢材可能是有利的。 这样的一个例子是当需要一种钢材来抵抗磨损,但是仍然需要能够吸收冲击而不会导致完全的脆性断裂时。

  案例强化方法的类型

  可以通过几种不同的方法来执行案例强化。 对于高碳钢或其他可热处理钢材,最受欢迎的方法之一是通过加热和淬火 。 加热和淬火涉及使用某种热源,例如感应线圈或含氧燃料火焰,使钢的外表面超过其微观结构开始变化的温度,即其临界温度(通常约为700摄氏度)。 )。 一旦做到这一点,就需要通过使钢表面与淬火介质接触来对其进行快速冷却。 可以是盐水,水,油或空气。 根据所需的冷却速度,不同的介质将用于不同的应用。 这种快速冷却导致钢形成马氏体 ,这是非常坚硬,耐磨的显微组织。

  另一种表面硬化方法是氮化 。 氮化因其在钢材表面形成的氮化物的形成而得名。 为了执行氮化过程,将钢材加热到高温并暴露于氨或其他载氮物质中。 高温和暴露于氮会促进氮化物的形成,而氮化物的性质非常坚硬且耐磨损。 仅当钢材上的某些元素可能硬化而形成氮化物(例如铬和钼)时,此过程才有效。 氮化通常需要比加热和淬火更低的温度,并且也不需要淬火过程,因此变形更少。

  渗碳是表面硬化的另一种形式,被广泛用于改善钢基材的机械性能 。 在渗碳过程中,将钢合金加热到高温,然后在其表面暴露于大量碳。 取决于应用需求,外部碳源可以是气体,液体或固体。 大量的外部碳会与钢表面上的其他元素形成碳化物。 这些碳化物可提高硬度和耐磨性。 与氮化类似,加热需求通常较少,可能导致变形更少。

  哪些类型的钢材可以表面硬化?

  可以进行表面硬化处理的钢材通常仅限于铁类材料,尽管在某些特殊情况下(例如某些钛或铝合金的氮化)。 通常表面硬化的黑色钢材有:低碳钢、高碳钢、铸铁、高强度低合金钢、工具钢、精钢。