調質(淬火+回火)是一種鋼材常用的熱處理工藝,通常用于改善鋼的性能。調質的主要目的是通過适當的加熱和冷卻過程,使鋼達到一種平衡的組織結構,從而提高其強度、硬度和韌性。這個過程通常包括以下工序:
加熱(Austenitizing): 鋼首先被加熱到其臨界溫度(即奧氏體化溫度)以上,使其完全轉變為奧氏體(austenite),這是一種高溫的鋼組織形态。
保溫(Soaking): 鋼在高溫下保持一段時間,以确保組織的均勻化。這個步驟有助于提高材料的淬透性。
冷卻(Quenching): 鋼被迅速冷卻,使奧氏體迅速轉變為馬氏體,從而提高硬度。冷卻介質的選擇和冷卻速度的控制對于調質過程的成功非常關鍵。
回火(Tempering): 調質後的鋼通常過于脆硬,因此需要進行回火以降低硬度,提高韌性。這個步驟涉及将鋼再次加熱到較低的溫度,并在一定時間内進行保溫,然後冷卻。
調質後的鋼具有較高的強度和硬度,同時保持一定的韌性。這使得它适用于許多工程應用,尤其是需要平衡強度和韌性的場合。需要注意的是,不同類型的鋼和不同的調質參數(溫度、時間、冷卻速度等)将導緻不同的性能。因此,在進行調質處理時,必須根據具體的合金組成和應用需求制定适當的工藝方案。碳素鋼常常不經過最終的熱處理就可以使用,但它可以經過退火、正火、表面硬化或調質等處理,以增強其制造和力學性能。
Q235
Q235是一種普通低碳結構鋼,含碳量在0.12%-0.2%之間,相當于10、20号鋼,在理論上是可以淬火得到馬氏體的,但是由于馬氏體碳過飽和度很低,淬火後的硬度很低,隻有170HBS左右。而這種鋼的供應狀态硬度大概就有144HBS左右(出廠時已經過正火處理)。由此可見,用Q235淬火,其強度硬度增高不明顯,而且還要面對變形、開裂、氧化、脫碳的熱處理弊病,和一筆熱處理費用,是相當不劃算的。Q235一般買來就用不熱處理,一般它都用在工程上大量需要鋼材的地方,數量巨大,一般是熱軋後就使用,熱軋也就是有正火這個熱處理。不熱處理的原因有幾個:
- 這些場合不需要太高的力學要求。
- 鋼構件的體積太大,熱處理也不現實。
- 材料價格便宜,質量要求比較低,而且是低碳鋼,熱處理的效果也不太好。
- 如果非要用Q235淬出硬度那隻能滲碳,但是一件很不劃算的事情。
45号鋼
45号鋼是一種常用中碳調質結構鋼。該鋼冷塑性一般,退火、正火比調質時要稍好,具有較高的強度和較好的切削加工性,經适當的熱處理以後可獲得一定的韌性、塑性和耐磨性,材料來源方便。适合于氫焊和氩弧焊,不太适合于氣焊。焊前需預熱,焊後應進行去應力退火。正火可改善硬度小于160HBS毛坯的切削性能。該鋼經調質處理後,其綜合力學性能要優化于其他中碳結構鋼,但該鋼淬透性較低,水中臨界淬透直徑為12~17mm,水淬時有開裂傾向。當直徑大于80mm時,經調質或正火後,其力學性能相近,對中、小型模具零件進行調質處理後可獲得較高的強度和韌性。
該鋼的淬火+回火數據表
45鋼的應用:
— 可作為制造 DIN 6883 - 1956 楔鍵的材料之一;可用于制造8.8、9.8級M16及以下規格螺栓,以及10.9級M22及以下規格的螺栓,8、9、10級螺母,300HV等級的墊圈,參見JC/T 5057.40-1995。
— 可用于制造8.8S級M20及以下鋼結構用高強度大六角螺栓、10H或8H級大六角螺母、以及性能等級35~45HRC高強度墊圈。見GB/T 1231-2006。
25CrMo
25CrMo是一種低碳合金鋼,含有鉻、钼等合金元素,具有較高的淬透性和無回火脆性。25CrMo在500℃以下具有足夠的高溫強度,焊接性相當好,形成冷裂的傾向很小,可切削性及冷應變塑性良好。25CrMo一般在調質或滲碳淬火狀态下使用。該鋼熱處理規範:淬火880℃,水冷、油冷;回火500℃,水冷、油冷。25CrMo合金鋼用于制造在非腐蝕性介質及工作溫度低于250℃、含有氮氫混合物的介質中工作的高壓管及各種緊固件、較高級的滲碳零件,如齒輪、軸等。