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调质处理如何提高钢材的强度、塑性和韧性

2023-06-12
钢是一种广泛应用的金属材料,它的性能可以通过不同的热处理方法来改善和调节。其中,调质处理是一种常用的热处理方法,它是指淬火加高温回火的双重热处理方法,其目的是使工件具有良好的综合机械性能。

淬火是将钢加热到奥氏体区或超过奥氏体区,然后在冷却介质中迅速冷却,使钢中形成过饱和奥氏体或马氏体等不稳定组织的过程。淬火可以提高钢的硬度和强度,但也会增加钢的脆性和内应力。

回火是将淬火后的钢重新加热到一定温度,保持一定时间,然后冷却到室温的过程。回火可以消除淬火产生的内应力,减少钢的脆性,改善钢的塑性和韧性,稳定钢的组织和尺寸。

调质处理中的高温回火是指在500-650℃之间进行回火。这样可以使钢中形成回火索氏体组织,即铁素体基体内分布着碳化物(包括渗碳体)球粒的复合组织。回火索氏体具有较高的强度、塑性和韧性,是一种平衡组织。

调质处理可以分为高韧性调质、强韧性调质和高强度调质三类,根据不同的工件要求选择不同的回火温度和硬度范围。

高韧性调质是工件经淬火后进行650~700℃超高温回火,也称韧化处理,不仅可以使工件获得一定高的强度和塑性,而且可以获得相当高的韧性。
强韧性调质是传统的调质处理,工件淬火后常在550~650℃高温回火,目的在于提高钢的韧性,使强度和韧性相匹配,得到较高的综合力学性能。
高强度调质也称硬性调质,工件淬火后进行500~600℃的高温回火,是使工件在获得较高的塑性、韧性的同时显著提高硬度和强度。
调质处理