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淬火

淬火

淬火是最常见的热处理形式之一,几个世纪以来,淬火作为一种改变金属物理性质的方法一直很受欢迎。今天,制造商仍然广泛采用这一工艺。

在淬火过程中,制造商将非常热的金属浸入冷却介质中,以获得温度的突然快速下降。这种快速的温度转变阻止了大多数金属在更缓慢的冷却过程中发生的软化变化。精确的淬火效果因成分金属及其合金的性质而异。淬火使大多数钢和亚铁合金变硬。

淬火过程

淬火过程发生在制造商将金属加热到高于其再结晶温度的点之后。高温的作用使固体材料开始液化。例如,施加高温有助于细化许多钢和黑色合金的内部晶粒结构。将黑色金属物体的温度提高到临界点以上,会破坏其组成原子的对称晶格排列。

例如,制造商将大多数碳素钢合金加热到华氏1674度以上,就会引起热膨胀,使金属中的铁原子从晶格、固体结构中挣脱出来。它们开始更自由地移动。在这种情况下,铁原子通常与金属中的另一种元素碳形成键。快速淬火有助于在新再凝固的钢中保留这些高温变化。

通过在冷却介质中快速淬火黑色金属,制造商可以防止热金属熔化成液体形状并完全失去其固体结构。重要的是,这一过程也使钢保留了在高温下发生的细小内部晶粒重组的好处。淬火有助于保持分子变化,从而使钢更硬。

为了产生所需的变化,在大批量生产环境下的淬火必须在非常特定的参数内进行。温度水平和再加热和淬火的速度在生产符合客户规格的淬硬钢中起着重要的作用。制造商必须密切关注金属合金的成分,以确定最佳的淬火方案,以达到预期的结果。

例如,过快地淬火金属会导致裂纹甚至断裂。由于过度的外部脆性的发展,它可能会导致物体内部应力的产生。另外,淬火速度太慢有时也会不经意地导致热金属的冷却速度慢于最佳冷却速度。制造公司通过实施强有力的质量控制措施来实现淬火效益。

淬火介质

在过去,铁匠通过将从火中取出的热金属零件浸入冷水中来淬火。现代淬火技术已经变得更加复杂。它发生在不同的制造设置。用于实施这一淬火工艺的设备范围从技术相对较低的铁匠工作室到配备各种淬火介质和温度控制选项的专业化现代化工厂。

例如,大多数大规模钢铁厂和金属部件生产厂已经实现了这一过程的自动化。此外,根据金属和生产规格,制造商有时选择各种可用的淬火介质。在这些环境中用于淬火的物质通常包括水、油、特殊聚合物、盐水或气体。这些流行的淬火介质各有优缺点:

水是淬火热金属的传统物质,今天仍然发挥着重要作用。有些制造商在淬火过程中使用淡水。

石油

油浴可作为某些合金的淬火介质,特别是一些高强度合金。这一过程通常与渗碳同时进行,渗碳是一些制造商用来获得表面硬化的一种方法。

专门的聚合物

在金属部件制造过程中,一些制造商已经开发了用于特定淬火用途的特殊聚合物。这些化学品中有许多属于专利配方的范围。

盐的盐水

在一些地方,制造商利用盐水浴来淬火某些类别的合金钢。根据生产规格的不同,盐水中的盐的组成可能有所不同。

气体

在现代工业部件制造环境中,强制空气气体也提供了一种淬火介质。例如,制造商经常使用氮气。使用氮气或氨气的淬火过程有时与氮化同时发生,氮化是一种广泛用于硬化一些特殊的高碳钢表面的工艺。

应用程序

由于淬火是一种很受欢迎的淬火方法,它有着悠久的历史,得到了大量的应用。例如,在前几个世纪,这种淬硬黑色金属的方法经常在生产精钢剑和军刀中发挥作用。

淬火也可以提供一种高成本效益的方法来硬化各种其他金属产品。例如,在一些地方,制造商完全(或部分)通过淬火来硬化某些小型发动机部件、工具和消费品。

淬火的主要优点

淬火作为一种淬火黑色金属产品的工艺提供了一些重要的优点。首先,这个过程有时发生在非常“低技术”的设置中。即使是相对较小的企业也可能发现这种工艺提供了一种在制造环境中硬化钢件的容易的方法。

第二,淬火工艺与渗碳、氮化、退火、正火等其他广泛应用的热处理工艺配合良好。它提供了一种方法,使钢铁物体更耐磨,并可能更持久。今天,一些金属零件制造商将淬火作为加工过程中的一个常规自动化步骤。

第三,淬火可能适应各种不同尺寸的产品。这个过程可以很好地加固大小物品。


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