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发表于 2013-4-11 09:35:52
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过热与过烧
一般认为金属由于加热温度过高或时间过长引起晶粒粗大的现象叫过热。至于晶粒粗大到什么程度算过热,应是具体材料而有所不同。结构钢等锻造加热温度比热处理加热温度通常要高得多,因而锻后的锻件尤其是模锻件,往往存在有极不均匀的粗大晶粒(除控制锻造工艺使其晶粒细化外),以致常常出现过热。所以锻后要求采用正火(退火)加以细化。
碳钢(亚共析钢或过共析钢)过热之后往往出现魏氏组织。马氏体钢过热之后往往出现晶内织构。工模具钢(或高合金钢,含有大量一次碳化物等)往往以一次碳化物角状化为特征判定过热组织。镁合金过热后,出现明显的β相晶界和平直细长的魏氏组织。一般过热的结构钢经过正常热处理(正火、淬火)之后,组织可以改善,性能也随之恢复。但Cr—Ni、Cr—Ni—Mo、Cr—Ni—W、Cr—Ni—Mo—V系多数合金结构钢严重过热之后,冲击韧性大幅度下降,而且用正常的热处理工艺,组织也极难得到改善。因此,过热后的组织,按照正常热处理工艺消除的难易程度,可分为不稳定过热和稳定过热两种情况。一般过热因正常热处理能够消除,所以属于不稳定过热。稳定过热是指经一般的正火(包括高温正火)、退火或淬火处理后,过热组织(主要指过热或高温时形成的奥氏体晶界,以下称原奥氏体晶界)不能完全消除。合金结构钢的严重过热常常表现为稳定过热,碳钢中也发现有此种情况(稳定过热是相对于正常热处理工艺而言的,不同情况产生稳定过热,其稳定的程度也是各有差异的)。
至于过烧,其加热温度比过热更高,但与过热没有严格的温度界限。一般以晶粒边界出现氧化或熔化为特征来判别过烧。如对碳钢而言,过烧时晶界熔化、严重氧化。工模具钢(高速钢、Cr12Mo等)过烧时,晶界因熔化而出现鱼骨状莱氏体。铝合金过烧时出现晶界熔化三角区和复熔球等。锻件过烧后,往往无法挽救,只好报废。
过热组织,由于晶粒粗大,会引起机械性能降低,尤其是冲击韧性。这是因为与细晶粒相比,粗晶粒的晶界总面积减少,从而使晶界杂质密度增加,晶粒之间的结合力减弱,所以冲击韧性下降最大。这些杂质是什么?它的析出又是什么规律?另外,稳定过热后采用一次正火,晶粒为什么不易细化?这些现象,在光学显微镜下进行分析与判别,有时分辨不清,自从电子显微镜、扫描电镜、电子探针等近代先进分析方法出现后,对于过热的本质有了进一步认识。 |
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