淬火是金屬熱處理中最關(guān)鍵的一步之一,它通過快速冷卻使金屬從高溫奧氏體狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏伛R氏體狀態(tài),從而顯著提高材料的硬度和強度。然而,淬火過程并不是可以無限制重復(fù)的。根據(jù)JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的規(guī)定,淬火的重復(fù)次數(shù)以2次為限,包括最初的1次,總共為3次。這一規(guī)定是基于以下考慮:
1. 變形與龜裂:多次淬火會導(dǎo)致金屬材料變形量增加,甚至發(fā)生龜裂現(xiàn)象。特別是在沒有中間退火(或工程退火)的情況下,多次淬火會使金屬材料逐漸變?yōu)榍蛐螤?,最終發(fā)生龜裂。這是因為淬火過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和組織變化在多次重復(fù)后逐漸累積,導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。
2. 組織結(jié)構(gòu)變化:多次淬火還會使金屬材料的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,如晶粒粗化、析出相分布不均等,這些變化都會降低材料的力學(xué)性能。
3. 經(jīng)濟效益:從經(jīng)濟效益的角度來看,過多的淬火次數(shù)不僅增加了生產(chǎn)成本,還可能導(dǎo)致材料報廢率的增加,因此在實際生產(chǎn)中需要嚴(yán)格控制淬火的重復(fù)次數(shù)。
然而,如果實施了中間退火,那么淬火的重復(fù)次數(shù)雖然也不是無限,但相對來說會多一些。中間退火可以消除淬火過程中產(chǎn)生的應(yīng)力和組織缺陷,使金屬材料在后續(xù)的淬火過程中更不容易發(fā)生變形和龜裂。因此,在制定熱處理工藝時,應(yīng)根據(jù)金屬材料的種類、用途和性能要求等因素綜合考慮是否需要進行中間退火以及淬火的重復(fù)次數(shù)。
二、回火可重復(fù)的次數(shù)
與淬火不同,回火的可重復(fù)次數(shù)并沒有嚴(yán)格的限制?;鼗鹗菍⒋慊鸷蟮慕饘俨牧霞訜岬揭欢囟龋匾欢〞r間后以一定方式冷卻的過程。這個過程可以消除淬火過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和脆性,調(diào)整金屬材料的機械性能,穩(wěn)定工件尺寸,并改善某些合金鋼的切削性能。由于回火過程主要是消除應(yīng)力和調(diào)整性能,而不是改變金屬材料的組織結(jié)構(gòu),因此回火的重復(fù)次數(shù)相對較多。
在實際生產(chǎn)中,回火的重復(fù)次數(shù)通常根據(jù)以下因素來確定:
1. 硬度與強度要求:回火后材料的硬度和強度會隨回火溫度的升高和保溫時間的延長而降低。因此,在制定回火工藝時,需要根據(jù)材料的硬度與強度要求來確定回火的重復(fù)次數(shù)和每次回火的溫度及時間。
2. 塑性與韌性要求:回火還可以提高材料的塑性和韌性,這對于一些需要承受沖擊載荷的零件尤為重要。因此,在需要提高材料塑性和韌性的情況下,可以適當(dāng)增加回火的重復(fù)次數(shù)。
3. 熱處理設(shè)備:熱處理設(shè)備的性能也會影響回火的重復(fù)次數(shù)。例如,一些先進的熱處理設(shè)備可以實現(xiàn)更精確的溫度控制和更均勻的加熱效果,從而允許更多的回火次數(shù)而不影響材料的性能。