热处理知识(4)

二十一．      
镍铬丝，铁铬铝：含硫气氛对电阻丝有害

黄铜的热处理

普通黄铜是铜-锌合金，按其组织可分简单黄铜（也称а黄铜），ω(Cu)为100%-
62.4%，和两相黄铜（а+β黄铜），ω(Cu)为56.5%-62.4%。Zn在Cu中的固溶度随湿度
降低而增大，故无热处理强化效果。经常采用退火处理来改判黄铜的冷加工性能。

黄铜关成品退火后的力学性能及冷变形性能主要取决于晶粒尺寸大小。黄铜冷加工
中间退火温度如下表：材料牌号      厚度(δ)>5mm      厚度(δ)=1-5mm     
厚度(δ)=0.5-1mm      厚度(δ)<0.5mm
H96      560-600      540-580      500-540      450-550
H90、HS700-1      650-720      620-780      560-620      450-560
H80      650-700      580-650      540-600      500-560
H68      580-650      540-600      500-560      440-500
H62、H59      650-700      600-660      520-600      460-530
HFe59-1-1      600-650      520-620      450-550      420-480
HMn58-2      600-660      580-640      550-600      500-550
HSn70-1      600-650      560-620      470-560      450-500
HSn62-1      600-650      550-630      520-580      500-550
HPb63-3      600-650      540-620      520-600      480-540
HPb59-1      600-650      580-630      550-600      480-550

钢的氮化及碳氮共渗

钢的氮化（气体氮化）
概念：氮化是向钢的表面层渗入氮原子的过程，其目的是提高表面硬度和耐磨性，
以及提高疲劳强度和抗腐蚀性。
它是利用氨气在加热时分解出活性氮原子，被钢吸收后在其表面形成氮化层，同时
向心部扩散。

氮化通常利用专门设备或井式渗碳炉来进行。适用于各种高速传动精密齿轮、机床
主轴（如镗杆、磨床主轴），高速柴油机曲轴、阀门等。
氮化工件工艺路线：锻造－退火－粗加工－调质－精加工－除应力－粗磨－氮化－
精磨或研磨。

由于氮化层薄，并且较脆，因此要求有较高强度的心部组织，所以要先进行调质热
处理，获得回火索氏体，提高心部机械性能和氮化层质量。
钢在氮化后，不再需要进行淬火便具有很高的表面硬度大于HV850）及耐磨性。
氮化处理温度低，变形很小，它与渗碳、感应表面淬火相比，变形小得多
钢的碳氮共渗：碳氮共渗是向钢的表层同时渗入碳和氮的过程，习惯上碳氮共渗又
称作氰化。目前以中温气体碳氮共渗和低温气体碳氮共渗（即气体软氮化）应用较
是广。中温气体碳氮共渗的主要目的是提高钢的硬度，耐磨性和疲劳强度，低温气
体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。

铍青铜的热处理

铍青铜是一种用途极广的沉淀硬化型合金。经固溶及时效处理后，强度可达1250-
1500MPa(1250-1500公斤)。其热处理特点是：固溶处理后具有良好的塑性，可进行
冷加工变形。但再进行时效处理后，却具有极好的弹性极限，同时硬度、强度也得
到提高。

（1） 铍青铜的固溶处理

一般固溶处理的加热温度在780-820℃之间，对用作弹性组件的材料，采用760-
780℃，主要是防止晶粒粗大影响强度。固溶处理炉温均匀度应严格控制在±5℃。
保温时间一般可按1小时/25mm计算，铍青铜在空气或氧化性气氛中进行固溶加热处
理时，表面会形成氧化膜。虽然对时效强化后的力学性能影响不大，但会影响其冷
加工时工模具的使用寿命。为避免氧化应在真空炉或氨分解、惰性气体、还原性气
氛（如氢气、一氧化碳等）中加热，从而获得光亮的热处理效果。此外，还要注意
尽量缩短转移时间（此淬水时），否则会影响时效后的机械性能。薄形材料不得超
过3秒,一般零件不超过5秒。淬火介质一般采用水（无加热的要求），当然形状复杂
的零件为了避免变形也可采用油。

（2） 铍青铜的时效处理
铍青铜的时效温度与Be的含量有关，含Be小于2.1%的合金均宜进行时效处理。对于
Be大于1.7%的合金，最佳时效温度为300-330℃，保温时间1-3小时（根据零件形状
及厚度）。Be低于0.5%的高导电性电极合金，由于溶点升高，最佳时效温度为450-
480℃，保温时间1-3小时。近年来还发展出了双级和多级时效，即先在高温短时时
效，而后在低温下长时间保温时效，这样做的优点是性能提高但变形量减小。为了
提高铍青铜时效后的尺寸精度，可采用夹具夹持进行时效，有时还可采用两段分开
时效处理。
（3） 铍青铜的去应力处理
铍青铜去应力退火温度为150-200℃，保温时间1-1.5小时，可用于消除因金属切削
加工、校直处理、冷成形等产生的残余应力，稳定零件在长期使用时的形状及尺寸
精度。

形变铝合金的淬火和时效温度
部分形变铝合金的淬火和时效温度的确定合金牌号      半成品      淬 火     
时效
           最低温度℃      最佳温度℃      过烧危险温度℃      时效温
度℃      时效时间/H 
LY 12      板材、挤压件      485 ~ 490      495 ~ 503      505      185
~ 195      6 ~ 12
LY16      各类      520 ~ 525      530 ~ 542      545      160 ~ 175200
~ 220      10 ~ 168 ~ 12
LY17      各类      515      520 ~ 530      -      180 ~ 195      12 ~ 16
LY2      各类      490      495 ~ 508      512      165 ~ 175      10 ~
16
LD2      各类      510      525 ± 5      596      150 ~ 165      6 ~ 15
LD5, LD6      各类      500      515 ± 5      545      150 ~ 165      6
~ 15
LD7      各类      520      535 ±5      545      180 ~ 195      8 ~ 12
LD8      各类      510      525 ~ 535      545      165 ~ 180      8 ~ 14
LD9      挤压件      510      510 ~ 530      -      135 ~ 150      2 ~ 4
LD10      各类      490      500 ± 5      515      175 ~ 185      5 ~
8
LC4      包铝板      450      455 ~ 480      525      120 ~ 125      24
     不包铝板                        135 ~ 145      16
     型 材                        120 ± 5      3
                             160 ± 3      3
LC6      模锻件                        100 ± 5      5
                             155 ~ 160      8 ~ 9
           450      455 ~ 473            145 ± 5      16
LC9      挤压件      450      455 ~ 480      520 ~ 530      140 ±
5      16
     模锻件                        110 ± 5      6 ~ 8
                             117 ± 5      6 ~ 10

常用淬火介质一般技术要求
常用淬火介质一般技术要求淬火介质      一般技术要求      应用范围
水及水溶液      水      清洁、流动（或循环、搅拌）水温20-40℃      碳素结
构钢碳素工具钢合金结构钢铝合金钛合金
     无机物水溶液      按要求选择浓度常用浓度（质量分数）（5%-15%）高浓度
（质量分散）（≥20%，饱合浓度）液温 20-45℃循环或搅拌pH值6.5-8.5      碳
素结构钢合金结构碳素工具钢

     有机物水溶液      按专用产品技术条件及要求选择浓度低浓度、中等浓度、
高浓度（因介质而异）液温20-50℃搅拌或热循环pH值6.5-8.5（或按专门规
定）      碳素结构钢合金结构钢轴承钢弹簧钢碳素工具钢合金工具钢铝合金
淬火油      全损耗系统用油      按GB443技术条件常规油温20-80℃热油油温＞
100℃循环或搅拌      碳素工具钢（横截面≤6mm)合金结构钢合金工具钢轴承钢弹
簧钢高速钢

     专用淬火油      按工艺要求选择不同淬火油（快速、光亮、等温、真空等淬
火油）技术条件按专用油品规定油温应低于闪点80-100℃搅拌或热循环     
热浴      盐浴      使用温度允许波动范围±20℃按要求浴温选择配方硝盐浴氯
离子≤0.3%（质量分散）硫酸根≤0.5%pH值6.5-8.5（质量分散）      ω(C)≥
0.45%碳素结构钢碳素工具钢合金结构钢合金工具钢高速钢
     碱浴      使用温度允许波动范围±10℃按要求选择配方碳酸根≤4%