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金屬零部件熱處理質量檢驗的內容和方法

發布時間:2019-12-24   作者:豐東熱技術   已閱讀:
熱處理是機械制造中的一個重要環節,熱處理的質量好壞,直接關系著產品或零件的內在質量及性能。在生產中影響熱處理質量的因素很多,為了確保產品質量達到國家標準或行業標準規定的要求,所有的熱處理零件從原材料進廠開始,每一道熱處理工序后都必須進行嚴格的檢驗。產品出現質量問題不能直接轉入下道工序,這樣才能確保產品質量。另外在熱處理生產中一個稱職的檢驗員,只是按照技術要求對熱處理后的工件進行質量檢驗和把關是不夠的。更重要的任務是當好參謀。在熱處理的生產過程中首先要看操作者是不是嚴格執行工藝規程,工藝參數是否正確。在質量檢驗過程中如果發現質量問題要幫助操作者分析產生質量問題的原因,找出解決問題的方法。把可能影響熱處理質量的各種因素都控制起來以保證生產出質量優良、性能可靠、用戶滿意的合格品。
一、金屬材料熱處理質量檢驗的內容
(一)預先熱處理
預先熱處理的目的是改善原材料的組織、軟化,以便于機械加工,消除應力,獲得理想的熱處理原始組織等。對有些大件預先熱處理也是最終熱處理,預先熱處理一般采用正火及退火。
1)鑄鋼件的擴散退火 由于在高溫長時間加熱晶粒易粗大,在退火后還應再進行一次完全退火或正火來細化晶粒。
2)結構鋼的完全退火 一般用于中低碳鋼鑄件、焊接件、熱軋及熱鍛件的改善組織、細化晶粒、降低硬度、消除應力等。
3)合金結構鋼的等溫退火 主要用于42CrMo等鋼的退火。
4)工具鋼的球化退火 球化退火的目的是改善切削加工性能及冷變形性能。
5)去應力退火 去應力退火的目的是消除鑄鋼件、焊接件、機加工件的內應力,減少后工序的變形與開裂。
6)再結晶退火 再結晶退火的目的是消除工件的冷作硬化。
7)正火 正火的目的是改善組織、細化晶粒,可作為預先熱處理,也可作為最終熱處理。
上述退火與正火獲得的組織都是珠光體。在質量檢驗中,重點是做工藝參數的檢查,即在退火及正火進行過程中,做流動檢查工藝參數的執行情況,這是首要的,在過程結束后主要檢驗硬度,金相組織,脫碳深度,及退火正火目的項,帶狀,網狀碳化物等。
(二)退火與正火缺陷的判斷
1)硬度過高 中碳鋼硬度過高,往往是退火時加熱溫度過高,冷速太快。高碳鋼則多是等溫溫度偏低,保溫時間不足等等。出現上述問題可按正確的工藝參數重新退火降低硬度。
2)網狀組織 這種組織多出現于亞共析及過共析鋼中,亞共析鋼中出現網狀鐵素體,過共析鋼中出現網狀碳化物,原因是加熱溫度過高,冷卻速度過慢造成,可用正火消除。檢驗時按規定標準檢驗。
3)脫碳 當退火或正火時,在空氣爐中進行,工件沒有氣體保護加熱時,因金屬表面產生氧化而脫碳。
4)石墨碳 石墨碳是由碳化物分解而得,主要是加熱溫度過高、保溫時間過長造成的。鋼中出現石墨碳后會發現淬火硬度低、軟點、強度低、脆性大、斷口呈灰黑色等問題,出現這種石墨碳時工件只能報廢。
(三)最后熱處理
在生產中最后熱處理的質量檢驗通常包括淬火,表面淬火,回火后的檢驗。
1)變形。淬火變形按要求進行檢查,如變形超過規定,應再經校直處理,如因某種原因無法校直,而變形量又超過加工余量時,可做返修處理,方法是將工件在軟態校直后再淬火回火重新達到要求,一般工件淬火回火后的變形量,不大于2/3到1/2余量。
2)開裂。任何工件表面不許有裂紋,因此熱處理件都必須100%檢查,應該重點檢查應力集中部位、尖角、鍵槽、薄壁孔、厚薄交界處和突出與凹陷處等等。
3)過熱與過燒。過熱與過燒用金相顯微鏡檢測,工件淬火后,不許有粗針狀馬氏體過熱組織及晶界氧化的過燒組織,因為過熱與過燒會引起強度降低、脆性增大極易開裂。
4)氧化與脫碳。加工余量小的工件,氧化與脫碳要控制的嚴一些,對切削刀具與磨具來說,不允許有脫碳現象,在淬火件發現嚴重氧化與脫碳時,加熱溫度一定過高或保溫時間過長,因此必須同時作過熱檢驗。
5)軟點。軟點將造成工件磨損及疲勞損壞,故不許有軟點,其形成原因多為加熱與冷卻不當或原材料的組織不均勻,存在帶狀組織及殘留脫碳層等等,出現軟點后應及時進行返修處理。
6)硬度不足。通常工件淬火時加熱溫度太高,殘余奧氏體太多會引起硬度的降低,加熱溫度偏低或保溫時間不足,以及淬火冷卻速度不夠、操作不當等都會造成淬火硬度不足。對上述情況只有進行返修處理。
7)鹽浴爐。高中頻及火焰淬火的工件,不許有燒傷現象。
經過最后熱處理的零件表面不許有腐蝕,磕碰、縮徑、損傷等缺陷。
二、熱處理質量檢驗的項目和方法
熱處理零件的技術要求不同,采用的熱處理工藝也不同,進行質量檢驗的項目和方法也不一樣。在熱處理生產中常用的質量檢驗項目和方法有以下幾種。
(一)化學成分的檢驗
1)火花鑒別法。在熱處理生產中有經驗的檢驗人員和熱處理工,都能靠觀察材料被砂輪磨削時產生的火花特征來鑒別零件材料的化學成分。
2)光譜分析法。用光譜儀可以測量和記錄出不同元素的譜線的波長和強度,對照譜線表即可得出材料中所含元素及含量。
3)化學分析法。在實驗室用化學分析的方法可以準確地分析出金屬材料中所有元素的含量,這種方法在工廠中最常用。
4)微區化學成分分析。微區化學成分分析的方法由電子探針x射線分析,俄歇電子能譜分析,離子探針分析等方法。
(二)宏觀組織檢驗及斷口分析
1)宏觀檢驗法。鋼材的宏觀經驗常用酸浸腐蝕的方法,包括熱酸浸蝕檢驗,冷酸浸蝕檢驗,電解酸蝕等方法。
2)斷口分析。分析包括宏觀斷口分析,顯微斷口分析。
(三)顯微組織分析
1)鋼熱處理后的纖維組織鑒別。
2)鋼的顯微缺陷檢驗。
3)鋼中非金屬夾雜物的檢驗。
4)化學熱處理的層深測定。
5)灰鑄鐵的組織檢驗。
6)常用有色金屬的組織分析。
(四)力學性能試驗
1)熱處理零件的硬度檢驗。
2)熱處理零件的機械性能試驗。
(五)無損檢測
1)內部缺陷的檢測。
2)表層缺陷檢測。

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