Q500NQR1耐候幕墙钢板荣盛建成Q500NQR1耐候幕墙钢板

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金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。

1．  金属

   金属：具有不透明、金属光泽良好的导热和导电性并且其导电能力随温度的而减小，富有延性和展性等特性的物质。金属内部原子具有规律性排列的固体（即晶体）。

   合金：由两种或两种以上金属或金属与非金属组成，具有金属特性的物质。

   相：合金中成份、结构、性能相同的组成部分。

   固溶体：是一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态金属晶体，固溶体分间隙固溶体和置换固溶体两种。

   固溶强化：由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。

   化合物：合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。

  机械混合物：由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。

   铁素体：碳在a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。

   奥氏体：碳在g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。

   渗碳体：碳和铁形成的稳定化合物（Fe3c）。

   珠光体：铁素体和渗碳体组成的机械混合物（F+Fe3c 含碳0.8%）

   莱氏体：渗碳体和奥氏体组成的机械混合物（含碳4.3%）

   金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。  

   为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用广的材料，钢铁显微复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。  

   在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。早在公元前770~前222年，人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而 变化。白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。  

   公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。  

   随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。这说明在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。出土的西汉(公元前206~公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15~0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。  

   1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。法国人奥斯蒙德确立的铁的同素异构理论，以及英国人奥斯汀早制定的铁碳相图，为现代热处理工艺初步奠定了理论基础。与此同时，人们还研究了在金属热处理的加热过程中对金属的保护方法，以避免加热过程中金属的氧化和脱碳等。  

   1850~1880年，对于应用各种气体(诸如氢气、煤气、一氧化碳等)进行保护加热曾有一系列专利。1889~1890年英国人莱克获得多种金属光亮热处理的专利。  

   二十世纪以来，金属物理的发展和其它新技术的移植应用，使金属热处理工艺得到更大发展。一个显著的进展是1901~1925年，在工业生产中应用转筒炉进体渗碳 ；30年代出现露点电位差计,使炉内气氛的碳势达到可控，以后又研究出用二氧化碳红外仪、氧探头等进一步控制炉内气氛碳势的方法；60年代，热处理技术运用了等离子场的作用，发展了离子渗氮、渗碳工艺 ；激光、电子束技术的应用，又使金属获得了新的表面热处理和化学热处理方法。

退火---淬火---回火

一．退火的种类  

   1． 完全退火和等温退火

   完全退火又称重结晶退火，一般简称为退火，这种退火主要用于亚共析成分的各种碳钢和合金钢的铸，锻件及热轧型材，有时也用于焊接结构。一般常作为一些不重工件的终热处理，或作为某些工件的预先热处理。  

   2． 球化退火  

   球化退火主要用于过共析的碳钢及合金工具钢（如制造刃具，量具，模具所用的钢种）。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并为以后淬火作好准备。  

   3． 去应力退火  

   去应力退火又称低温退火（或高温回火），这种退火主要用来消除铸件，锻件，焊接件，热轧件，冷拉件等的残余应力。如果这些应力不予消除，将会引起钢件在一定时间以后，或在随后的切削加工过程中产生变形或裂纹。

二．淬火时，常用的冷却介质是盐水，水和油。盐水淬火的工件，容易得到高的硬度和光洁的表面，不容易产生淬不硬的软点，但却易使工件变形严重，甚至发生开裂。而用油作淬火介质只适用于过冷奥氏体的稳定性比较大的一些合金钢或小尺寸的碳钢工件的淬火。  

三．钢回火的目的  

   1． 降低脆性，消除或减少内应力，钢件淬火后存在很大内应力和脆性，如不及时回火往往会使钢件发生变形甚至开裂。  

   2． 获得工件所要求的机械性能，工件经淬火后硬度高而脆性大，为了满足各种工件的不同性能的要求，可以通过适当回火的配合来调整硬度，减小脆性，得到所需要的韧性，塑性。  

   3． 稳定工件尺寸  

   4． 对于退火难以软化的某些合金钢，在淬火（或正火）后常采用高温回火，使钢中碳化物适当聚集，将硬度降低，以利切削加工。  

   炉型的选择  

   炉型应依据不同的工艺要求及工件的类型来决定  

   1．对于不能成批定型生产的，工件大小不相等的，种类较多的，要求工艺上具有通用性、多用性的，可选用箱式炉。  

   2．加热长轴类及长的丝杆，管子等工件时，可选用深井式电炉。  

   3．小批量的渗碳零件，可选用井式气体渗碳炉。  

   4．对于大批量的汽车、拖拉机齿轮等零件的生产可选连续式渗碳生产线或箱式多用炉。

   5．对冲压件板材坯料的加热大批量生产时，选用滚动炉，辊底炉。  

   6．对成批的定型零件，生产上可选用推杆式或传送带式电阻炉（推杆炉或铸带炉）

   7．小型机械零件如：螺钉，螺母等可选用振底式炉或网带式炉。  

   8．钢球及滚柱热处理可选用内螺旋的回转管炉。  

   9．有色金属锭坯在大批量生产时可用推杆式炉，而对有色金属小零件及材料可用空气循环加热炉。

加热缺陷及控制  

   一、过热现象  

   我们知道热处理过程中加热过热易导致奥氏体晶粒的粗大，使零件的机械性能下降。

    1.一般过热：加热温度过高或在高温下保温时间过长，引起奥氏体晶粒粗化称为过热。粗大的奥氏体晶粒会导致钢的强韧性降低，脆性转变温度升高，增加淬火时的变形开裂倾向。而导致过热的原因是炉温仪表失控或混料（常为不懂工艺发生的）。过热可经退火、正火或多次高温回火后，在正常情况下重新奥氏化使晶粒细化。  

   2.断口遗传：有过热的钢材，重新加热淬火后，虽能使奥氏体晶粒细化，但有时仍出现粗大颗粒状断口。产生断口遗传的理论争议较多，一般认为曾因加热温度过高而使MnS之类的杂物溶入奥氏体并富集于晶接口，而冷却时这些夹杂物又会沿晶接口析出，受冲击时易沿粗大奥氏体晶界断裂。

   3.粗大的遗传：有粗大马氏体、贝氏体、魏氏体的钢件重新奥氏化时，以慢速加热到常规的淬火温度，甚至再低一些，其奥氏体晶粒仍然是粗大的，这种现象称为遗传性。要消除粗大的遗传性，可采用中间退火或多次高温回火处理。  

   二、过烧现象  

   加热温度过高，不仅引起奥氏体晶粒粗大，而且晶界局部出现氧化或熔化，导致晶界弱化，称为过烧。钢过烧后性能严重恶化，淬火时形成龟裂。过烧无法恢复，只能报废。因此在工作中要避免过烧的发生。  

   三、脱碳和氧化  

   钢在加热时，表层的碳与介质（或气氛）中的氧、氢、二氧化碳及水蒸气等发生反应，降低了表层碳浓度称为脱碳，脱碳钢淬火后表面硬度、疲劳强度及耐磨性降低，而且表面形成残余拉应力易形成表面网状裂纹。

   加热时，钢表层的铁及合金与元素与介质（或气氛）中的氧、二氧化碳、水蒸气等发生反应生成氧化物膜的现象称为氧化。高温（一般570度以上）工件氧化后尺寸精度和表面光亮度恶化，具有氧化膜的淬透性差的钢件易出现淬火软点。  

   为了防止氧化和减少脱碳的措施有：工件表面涂料，用不锈钢箔包装密封加热、采用盐浴炉加热、采用保护气氛加热（如净化后的惰性气体、控制炉内碳势）、火焰燃烧炉（使炉气呈还原性）  

   四、氢脆现象  

   高强度钢在富氢气氛中加热时出现塑性和韧性降低的现象称为氢脆。出现氢脆的工件通过除氢处理（如回火、时效等）也能消除氢脆，采用真空、低氢气氛或惰性气氛加热可避免氢脆。

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通常所说的滚动轴承钢都是指高碳铬钢，其碳含量约为.95～1.1％，铬含量为.5～1.6％，尺寸较大的轴承则可采用铬锰硅钢。表6.1为常用铬轴承钢的化学成分。为了保证滚动轴承钢的高硬度、高耐磨性和高强度，碳含量应较高。加入.4～1.66％的铬是为了提高钢的淬透性。含铬1.5％时，厚度为25mm以下零件在油中可淬透。铬与碳所形成的(Fe,Cr)3C合金渗碳体比一般Fe3C稳定，能阻碍奥氏体晶粒长大，减小钢的过热性，使淬水后能获得细针状或隐晶马氏体，而增加钢的韧性。