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教你如何克服低碳钢的淬火时效现象

人气:发表时间:2017-07-11 14:00:40

        低碳钢的淬火时效是由于钢中存在微量的碳元素和氮元素引起的,纯度较高的钢无时效现象。淬火时效又叫热时效,即钢由高温快速冷却后,其性能随时间而变化,具体表现在脆性增加,脆性转化温度提高,使构件无征兆突然脆断。


淬火设备


        碳元素和氮元素在a-Fe中的溶解度是随着温度而变化的,铁-碳相图的共析温度为723摄氏度,碳的溶解度为0.0218%,铁-氮相图的共析温度为590摄氏度,氮的溶解度约为0.10%。加热淬火后得到a-Fe的过饱和的固溶体。这种过饱和固溶体是不稳定的,时效过程在室温即可进行。碳原子和氮原子在室温下仍具有很大扩散速度,特别在400摄氏度以下氮比碳的扩散速度还大。在室温下放置时间越长,碳原子、氮原子在晶界和晶内的缺陷处发生移动和偏聚,增加位错密度,产生时效硬化。钢的强度和硬度提高,塑性和韧性降低。若进行人工时效,随时效温度升高,碳元素、氮元素以亚稳定的形式析出,并与母相形成共格关系,同样使硬度和强度提高然而塑性和韧性降低。只有时效温度在60摄氏度以上时,以亚稳定形式存在的碳氮化合物消失而形成稳定的渗碳体和氮化物,才使硬度明显下降。
 
       钢的脱氧程度越高,钢中残留的氮元素越少,反之,脱氧不充分的沸腾钢淬火后时效倾向越大。镇静钢中含有一定Mn、Al、Ti、Nb等以各种氮化物形式排出,可完全起到消除氮的作用,碳的质量分数在0.02%~0.04%时,淬火时效倾向最大。同样的,焊接后空冷也会引起淬火时效。