戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈設(shè)計(jì)工藝性指南（設(shè)計(jì)工藝性培訓(xùn)）中國航天科工集團(tuán)第三十三研究所零件熱處理設(shè)計(jì)工藝性主講人:許奔榮二○○六年五月戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈設(shè)計(jì)工藝性指南二○○二年十一月

主講人:許奔榮中國航天科工集團(tuán)第三十三研究所歡迎各位參加培訓(xùn)中國航天科工集團(tuán)第三十三研究所主講人:許奔榮歡迎各位參加培訓(xùn)零件熱處理設(shè)計(jì)工藝性戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈設(shè)計(jì)工藝性指南第十二章：零件熱處理設(shè)計(jì)工藝性二○○三年三月授課提綱（P131~148）12.1熱處理種類及常用金屬材料12.2常用金屬材料熱處理的工藝性12.3熱處理工藝的選擇及應(yīng)用12.4零件熱處理的工藝性要求12.5零件熱處理工藝的工序安排12.6零件熱處理技術(shù)要求及標(biāo)注方法熱處理是通過對金屬材料或零件的加熱、保溫及冷卻過程，獲得所需性能的工藝方法。它對保證產(chǎn)品性能、質(zhì)量、壽命及使用安全性具有十分重要的意義。零件熱處理工藝性是指：在滿足使用要求的前提下，采用熱處理工藝的可行性與經(jīng)濟(jì)性。零件熱處理工藝性涉及零件材料的選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝流程的安排等。零件在設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮熱處理的工藝性、合理選材、正確提出技術(shù)要求，合理確定熱處理在整個加工過程中的位置；處理好熱處理前后工序間的關(guān)系。一、熱處理種類及常用金屬材料1.1熱處理的種類與分類根據(jù)不同的特點(diǎn)及用途熱處理工藝有多種分類方法。

b）按熱處理的加熱特點(diǎn)及目的分類見表（2）

c）按熱處理加熱介質(zhì)及使用設(shè)備分類見表（3）

a）按飛航導(dǎo)彈零件材料類型分類見表（1）一、

熱處理種類及常用金屬材料

a）按飛航導(dǎo)彈零件材料類型分類見表（1）熱處理材料類別熱處理

類別

零件熱處理

黑色金屬熱處理（鋼的熱處理）

結(jié)構(gòu)鋼熱處理不銹鋼熱處理彈簧鋼熱處理工模具鋼熱處理鑄鐵及焊接件熱處理有色金屬合金熱處理

鋁合金熱處理銅合金熱處理鈦合金熱處理鎂合金熱處理高溫合金熱處理

鐵基高溫合金熱處理鎳基高溫合金熱處理

b）按熱處理的加熱特點(diǎn)及目的分類見表（2）

熱處理加熱特點(diǎn)熱處理

類別

零件熱處理

整體熱處理

退火、正火、淬火、回火

固溶、時效、穩(wěn)定化處理冷處理、形變熱處理化學(xué)熱處理

滲碳、滲氮、軟氮化、

滲金屬

表面熱處理感應(yīng)加熱處理

激光熱處理火焰加熱處理

c）按熱處理加熱介質(zhì)及使用設(shè)備分類見表（3）

熱處理加熱介質(zhì)熱處理

類別零件熱處理

常規(guī)熱處理（空氣加熱介質(zhì)）

鹽浴熱處理退火、正火、淬火、回火固溶、時效鹽浴淬火、堿浴等溫淬火真空熱處理（真空化學(xué)熱處理）真空退火、真空淬火、回火真空時效、真空滲碳?xì)怏w保護(hù)熱處理可控氫氣熱處理氫氣保護(hù)熱處理氮?dú)獗Ｗo(hù)熱處理1.2飛航導(dǎo)彈常用金屬材料

熱處理工藝與材料的種類、牌號密切相關(guān)，戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈使用材料規(guī)格、牌號繁多，但主要種類有：鋁合金、結(jié)構(gòu)鋼、不銹鋼、鈦合金、精密合金及高溫合金。見書第133頁，表12-4、一、

熱處理種類及常用金屬材料

表（12-4）戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈常用主要金屬材料

鋼分類常用材料牌號

結(jié)構(gòu)鋼

退火、正火鋼10、18A、20A

調(diào)質(zhì)鋼45、40Cr、30CrMnSiA、40CrNiMoA超高強(qiáng)度鋼30CrMnSiNi2、35Cr2Ni4MoA40CrNi2Si2MoVA滲碳鋼20Cr、12CrNi3A氮化鋼38CrMoAlA彈簧鋼形變強(qiáng)化70、T9A、65Mn馬氏體相變強(qiáng)化50Cr、60Si2MnA不銹鋼奧氏體型馬氏體型1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni92Cr13、2Cr13Ni2、4Cr13Cr17Ni2沉淀硬化型0Cr17Ni4Cu4N2b、0Cr17Ni7Al工模具鋼工具鋼T8A、T10A模具鋼CrMn、CrWMn

續(xù)表（12-4）戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈常用主要金屬材料

有色金屬合金分類常用材料牌號鋁合金純鋁、防銹鋁1070A、1035、5A02、5A06、3A21鍛鋁2A50、2A70、2A14硬鋁、超硬鋁合金2A01、2A06、2A11、2A12、7A04、A09鑄鋁ZL101、ZL102、ZL702、ZL104、ZL201銅合金不可強(qiáng)化T1、T2、H62可熱處理強(qiáng)化QBe1.9、QBe2.0、QSn4-3鈦合金不可熱處理強(qiáng)化TA1、TC1、TC3可熱處理強(qiáng)化TC4、ZT3鎂合金不可熱處理強(qiáng)化MB8可熱處理強(qiáng)化ZM1、ZM5

續(xù)表（12-4）戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈常用主要金屬材料

精密合金分類常用材料牌號軟磁合金電磁純鐵DT4C、DT4、DT3鐵鎳合金1J50、1J79、1J32鐵鈷釩合金1J21、1J22磁滯合金

鐵鎳鈷釩合金2J4、2J7鐵鈷鉬合金2J22彈性合金恒彈合金3J53、3J58高耐磨彈性合金3J40高彈合金3J33、3J33B膨脹合金低膨脹合金4J36

續(xù)表（12-4）戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈常用主要金屬材料

高溫合金分類常用材料牌號鐵-鎳基高溫合金固溶強(qiáng)化合金GH1140時效強(qiáng)化合金GH2132鎳基高溫合固溶強(qiáng)化合金GH625、GH39時效強(qiáng)化合金GH4169、GH44

二、常用金屬材料熱處理的工藝性

鋼的熱處理工藝性主要包括：淬透性、淬硬性、回火脆性、過熱敏感性、回火穩(wěn)定性、抗氧化脫碳性、表面裂縫敏感性等，這些工藝性都與化學(xué)成分與組織有關(guān)，是選材的重要依據(jù)。2.1

合金鋼熱處理工藝性2.1.1淬透性淬透性——在一定條件下，淬火后能獲得有效淬硬層深度的能力，一般用淬硬層深度來衡量及淬火臨界直徑，剖面硬度分布曲線，頂端淬火硬度分布曲線表示。淬透性高的材料加工的零件，熱處理工藝性好，淬火時不易開裂、變形。反之易變形、開裂。合金鋼淬透性比碳鋼要好，合金含量的增加淬透性提高。航空工業(yè)規(guī)定心部獲得95%馬氏體的直徑作為淬火臨界直徑（一般機(jī)械行業(yè)為50%）。通常圓柱體的淬透直徑為：30CrMnSiA

油淬25mm

等溫淬火12mm40CrNiMoA油淬35mm

45鋼水淬5mm

常用材料淬透性高低排序?yàn)椋篊r12MoV＞GCr15＞40CrNiMo＞30CrMnSiA＞40Cr＞45鋼＞35鋼2.1

合金鋼熱處理工藝性二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.1.2淬硬性——在一定條件下，淬火后表面淬硬層能獲得最高硬度，屬材料特性，主要取決化學(xué)成分。一般用淬硬層硬度來衡量。淬硬性決定了材料力學(xué)性能熱處理后能達(dá)到的最低要求。在零件設(shè)計(jì)時，力學(xué)性能、形狀大小決定后，就必須考慮材料的淬透性和淬硬性能否滿足要求。二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.1.2淬硬性回火脆性——鋼材在回火后，沖擊韌性明顯下降的現(xiàn)象。部分結(jié)構(gòu)鋼在兩個溫度區(qū)內(nèi)回火會出現(xiàn)回火脆性。（沖擊韌性下降）。設(shè)計(jì)應(yīng)避免選用需在回火脆性區(qū)的硬度要求。回火脆性特點(diǎn)見表12-5、12-6二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.1.3回火脆性

表（13-6）常用結(jié)構(gòu)鋼的回火脆性溫度范圍

鋼號第一類第二類鋼

種第一類第二類T8～T122000C～3000C無40Cr3000C～3700C4500C～6500C30CrMnSi2500C～3800C4600C～6500CCrWMn2500C～3000C無40CrNiMOA3000C～4000C無2Cr134500C～5600C6000C～7500C50CrV2000C～3000C無3Cr133500C～5500C6000C～7500C38CrMOAl3000C～4500C無9SiCr2100C～2500無種

類名

稱回火溫度是否可逆鋼

種第一類低溫回火脆性2500C～3500C不可逆一般淬火鋼第二類高溫回火脆性4500C～5500C可逆含Mn、Cr、Ni的合金鋼

表（13-5）結(jié)構(gòu)鋼的回火脆性

2.1.4過熱敏感性過熱敏感性——鋼在加熱時，容易出現(xiàn)過熱、過燒的程度，過熱敏感性大的鋼材，熱處理加熱時，易出現(xiàn)過熱或過燒現(xiàn)象。過熱：加熱溫度過高，晶粒長大、使其性能（強(qiáng)度、塑性、沖擊韌性及疲勞性能）有較明顯降低現(xiàn)象。過燒：加熱溫度過高，晶界或低熔點(diǎn)組織被氧化與部分融化現(xiàn)象。過熱敏感性大的材料，工藝性差。Mn鋼的過熱敏感性較大。

一般過熱組織，可通過再次熱處理消除；過燒組織，不能挽救，只能報(bào)廢。

二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.1.4過熱敏感性2.1.5回火穩(wěn)定性回火穩(wěn)定性——鋼在回火時，抗軟化的能力，即回火抗力?；鼗鸱€(wěn)定性高（回火抗力強(qiáng)），材料的工藝性好。合金鋼的回火穩(wěn)定性要比碳鋼好?；鼗饻囟雀?、時間長，應(yīng)力消除充分，塑性與韌性也高。零件的使用溫度較高時，必須選擇回火穩(wěn)定性好的材料，其使用溫度必須要在回火溫度以下。二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.1.5回火穩(wěn)定性2.1.6抗氧化脫碳性抗氧化脫碳性——鋼在加熱過程中，抗氧化、脫碳的能力。鋼的氧化：表面形成氧化物（氧化色、氧化皮），使其失去原有金屬光澤的現(xiàn)象。鋼的脫碳：鋼材表面部分或全部含碳量的喪失，使表面含碳量降低的現(xiàn)象。加熱中的脫碳，易使其淬火開裂，或表面硬度下降。加熱易氧化脫碳性的材料，熱處理工藝性差?？寡趸撎夹詮?qiáng)的材料，熱處理工藝性好。二、常用金屬材料熱處理的工藝性.2.1.6抗氧化脫碳性2.1.7表面裂縫敏感性表面裂縫敏感性——表面存在的微裂縫，使零件失效，造成破壞的現(xiàn)象。超高強(qiáng)度鋼對表面狀態(tài)較為敏感，表面如存在的微裂縫，使其疲勞性能、耐腐蝕性能、塑性及斷裂韌性大幅度下降，易造成零件的失效。強(qiáng)度越高，對表面裂縫越敏感。熱處理工藝性差。二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.1.7表面裂縫敏感性2.1.8高合金鋼的導(dǎo)熱性高合金鋼包括高溫合金，精密合金等，其導(dǎo)熱性較差。導(dǎo)熱性差的材料，熱處理工藝性差，冷加工的工藝性也不好。該類零件熱處理加熱時，應(yīng)采取預(yù)熱或階梯升溫等慢速加熱方法，以減少零件的變形。二、常用金屬材料熱處理的工藝性.2.1.8高合金鋼的導(dǎo)熱性2.1.9合金鋼的熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性是指：材料在溫度變化的條件下組織、性能的穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性好的材料，其組織、性能對溫度變化不敏感，可在較高溫度下使用。熱穩(wěn)定性差材料，只適合在室溫條件下（在限定溫度范圍內(nèi)）使用。含有高熔點(diǎn)元素的合金鋼，如鎢、釩、鉬等，熱穩(wěn)定性好。合金元素含量增加，熱穩(wěn)定性一般增加。碳鋼的熱穩(wěn)定性較差。二、常用金屬材料熱處理的工藝性.2.1.9合金鋼的熱穩(wěn)定性2.2鋁合金熱處理工藝性

鋁合金熱處理的強(qiáng)化主要通過固溶處理和之后的時效強(qiáng)化處理。固溶處理目的是獲得過飽和固溶體，時效強(qiáng)化處理的目的是使過飽和固溶體的沉淀硬化，合金的過飽和程度越高，實(shí)效強(qiáng)化效果越好。

鋁合金熱處理工藝性主要包括：冷卻速度敏感性、過熱、過燒敏感性及組織的穩(wěn)定性。

二、常用金屬材料熱處理的工藝性.2.2鋁合金熱處理工藝性2.2.1冷卻速度敏感性冷卻速度敏感性——鋁合金熱處理要求快速冷卻，以獲得高強(qiáng)度和良好韌性。鋁合金淬火對冷速敏感，轉(zhuǎn)移時間要求短好，一般≤5s～15s，時間過長固容強(qiáng)化效果下降。鋁合金淬火后，具有高塑性，可進(jìn)行加工成型或校形。二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.2.1冷卻速度敏感性.2.2.2過熱、過燒敏感性2.2.2過熱、過燒敏感性過熱、過燒敏感性——鋁合金固容熱處理對溫度十分敏感，加熱溫度接近熔點(diǎn)，易出現(xiàn)過熱、過燒現(xiàn)象。為提高鋁合金的熱處理強(qiáng)化效果，固容溫度在不發(fā)生過熱、過燒的前提下應(yīng)盡量提高。為獲得最佳強(qiáng)化性能，必須嚴(yán)格控制加熱溫度，一般在10℃以內(nèi)，爐溫均勻度≤5℃。

組織穩(wěn)定性——消除加工與淬火應(yīng)力，使其在使用中能減少變形，穩(wěn)定尺寸。鋁合金因其剛度（彈性模量）較低，在加工和儲存、使用中受內(nèi)外應(yīng)力作用易產(chǎn)生變形。可通過熱處理等其它工藝方法消除內(nèi)應(yīng)力。二、常用金屬材料熱處理的工藝性.2.2.3組織穩(wěn)定性二、常用金屬材料熱處理的工藝性2．2．4固溶處理的尺寸限制固溶處理的尺寸限制當(dāng)對鋁合金熱處理強(qiáng)度有較高要求時，要考慮其尺寸效應(yīng)。美國道格拉斯公司規(guī)定，用水冷卻時，鋁合金零件尺寸厚度應(yīng)控制在：10號鍛鋁（LD10）2014合金100mm12號硬鋁（LY12）2024合金90mm2號鍛鋁（LD2）6061合金76mm4號超硬鋁（LC4）7075合金76mm2.3.1冷卻速度敏感性鈦合金熱處理工藝性主要包括：冷卻速度敏感性、吸氫和氧化敏感性。二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.3鈦合金熱處理工藝性冷卻速度敏感性——鈦合金的強(qiáng)化熱處理對冷卻速度敏感，要求冷卻速度越快越好。與鋁合金類似，轉(zhuǎn)移時間要短好。2.3.2吸氫和氧化敏感性吸氫和氧化敏感性——鈦合金易吸氫，使其性能變壞。鈦合金加熱到300℃開始吸氫，500℃時加劇?？刹扇≌婵粘龤洹ｂ伜辖馃崽幚砗蟊砻嫜趸瘜?，對其使用性能影響很大，降低其塑性和韌性，必須去除表面氧化層。零件設(shè)計(jì)時要考慮加工余量。設(shè)計(jì)時應(yīng)根據(jù)零件大小、復(fù)雜程度及變形要求，選擇材質(zhì)。對較大件或形狀復(fù)雜易變形零件，應(yīng)選用淬透性高的材料。用淬透性高的材料加工的零件，淬火時不易變形。反之易變形。二、常用金屬材料熱處理的工藝性2.3.2吸氫和氧化敏感性2.3鈦合金熱處理工藝性2.3.2吸氫和氧化敏感性為使零件獲得較好的使用性能，如強(qiáng)度、硬度、彈性、磁性等，一般在加工過程中都需要進(jìn)行某種的熱處理。熱處理工藝的選擇，主要取決于材料的種類成分、零件的形狀、尺寸、技術(shù)要求及工序安排。同一種材料經(jīng)不同熱處理后能獲得不同的組織，具有不同的使用性能。同一零件可選擇不同的材料，采用相應(yīng)的熱處理工藝，來滿足零件的使用要求。三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用3.1鋼鐵零件中熱處理工藝選擇三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用3.1鋼鐵零件中熱處理工藝選擇鋼鐵零件熱處理工藝種類有退火、正火、淬火、回火及滲碳、滲氮等，其選擇種類及應(yīng)用范圍見表12-7。表12-7鋼的熱處理種類及應(yīng)用范圍工藝名稱作

用

應(yīng)用范圍退火擴(kuò)散退火成分均勻化鑄鋼件及有成分偏析的鍛軋件完全退火理化組織和降低硬度亞共析鋼鍛、焊、軋件等溫退火細(xì)化組織，降低硬度，防止白點(diǎn)碳鋼、合金鋼以及高合金鋼的鍛件、沖壓件等。較完全退火的組織更均勻，且縮短工藝周期球化退火碳化物球狀化，降低硬度，提高塑性共析鋼或過共析鋼件（如工模具、軸承鋼）不完全退火（亞臨界退火）細(xì)化組織，降低硬度中、高碳鋼及低合金鋼的鍛、軋件，組織細(xì)化程度低于完全退火低溫退火（再結(jié)晶退火）消除加工硬化，使冷變形晶粒再結(jié)晶為細(xì)小等軸晶冷變形鋼材和零件消除應(yīng)力退火消除內(nèi)應(yīng)力，使之達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)

鑄件、焊接件、鍛軋件及機(jī)加

正火正火提高硬度，改善加工性能

低碳鋼中碳鋼、合金鋼正火消除網(wǎng)狀碳化物，為球化退火作準(zhǔn)備高碳鋼、高合金鋼滲碳鋼續(xù)表12-7鋼的熱處理種類及應(yīng)用范圍工藝名稱作

用

應(yīng)用范圍淬

火單液淬火在單一冷卻介質(zhì)（如油、水、空氣）中淬火，達(dá)到硬度、強(qiáng)度要求最常用方法雙液淬火在兩種淬火介質(zhì)（水-油、水-空氣、油-空氣）中淬火，保證足夠淬硬層，避免淬裂，減少變形中、高碳鋼零件分級淬火先淬火浴槽中，使零件內(nèi)外溫度都達(dá)到浴槽介質(zhì)溫度，然后淬火另一種冷卻較緩慢介質(zhì)中，減少變形和開裂合金鋼在型零件等溫淬火先淬火浴槽完成淬火，然后再空冷，獲得良好綜合性能，減少變形和開裂形狀復(fù)雜、變形要求嚴(yán)格的零件，包括尺寸較小的合金鋼、碳鋼零件，尺寸較大零件或淬透性差的鋼種固溶處理將其他相充分溶解到固溶體中合金鋼及C含量低于0.6%碳鋼零件回

火低溫回火150℃～500℃回火，獲得火馬氏體組織，目的是在保持高硬度條件下，提高塑性和韌性超高強(qiáng)度鋼、工模具鋼、量具、刃具、軸承及滲碳件中溫回火350℃～500℃回火，獲得屈氏體組織。目的是獲得高彈性和足夠的硬度，保持一定韌性中溫超高強(qiáng)度鋼、彈簧、熱鍛模具高溫回火500℃～650℃回火，獲得索氏體組織。目的是達(dá)到較高強(qiáng)度與韌性良好配合結(jié)構(gòu)鋼零件、滲氮件預(yù)備熱處理多次回火淬火后進(jìn)行二次以上回火，進(jìn)一步促使殘余奧氏體轉(zhuǎn)變，消除內(nèi)應(yīng)力，使尺寸穩(wěn)定超高強(qiáng)度鋼、工模具鋼、高速鋼時效從過飽和固溶體中析出金屬間化合物，提高強(qiáng)度、硬度超高強(qiáng)度鋼、工模具鋼、量具、刃具、軸承及滲碳件有色金屬熱處理的工藝方法主要有：退火、時效、固溶及穩(wěn)定化處理。鋁合金及鎂合金的固溶處理溫度按接近熔點(diǎn)，易產(chǎn)生過燒，變形嚴(yán)格控制加熱溫度。鋁合金熱處理工藝特性主要是限制最大截面厚度，保證熱處理強(qiáng)化效果；嚴(yán)格熱處理工藝，確保熱處理質(zhì)量；控制熱處理變形，提高生產(chǎn)效率；控制熱歷程，限制在較高溫度下暴露時間，注意使用中的尺寸穩(wěn)定性。有色合金固溶處理對設(shè)備的爐溫均勻性要求較高，一般不應(yīng)大于±5℃；固溶淬火轉(zhuǎn)移時間要求越短越好，冷速越快越好，一般采用水冷。鎂合金熱處理時要特別注意安全，謹(jǐn)防燃燒。純鎂在650℃左右起燃，而鑄鎂合金ZM5在450℃左右就會燃燒。有色金屬熱處理加熱時，要避免加熱元件直接接觸工件。鑄造鋁合金的加熱緩慢,特別是對結(jié)構(gòu)復(fù)雜或壁厚不均勻的鑄件,應(yīng)隨爐升溫，緩慢加熱，固溶水溫一般為50℃～100℃。鋁合金熱處理種類選擇及應(yīng)用見表12-8。鋁合金熱處理狀態(tài)符號見表12-9。

三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用3.2有色金屬熱處理工藝特點(diǎn)的選擇表12-8鋁合金的熱處理種類及應(yīng)用范圍工藝名稱作

用

均勻化退火1）

提高鑄錠熱加工工藝性；2）

提高鑄態(tài)合金固溶線溫度，從而提高固溶處理溫度；3）

減輕制品的各向異性，改善組織和性能的均勻性；4）

便于某些變形鋁合金制取細(xì)小晶粒制品；5）

組成鋁合金形變熱處理的一個工藝環(huán)節(jié)。消除應(yīng)力退火

全部或部分消除在壓力加工、鑄造、熱處理、焊接和切削加工等工藝過程中工件內(nèi)部產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，提高尺寸穩(wěn)定性和合金的塑性完全退火

消除變形鋁合金在冷態(tài)壓力加工或固溶處理時效的硬化，使之具有很高的塑性，以便進(jìn)一步加工不完全退火

使處于硬化狀態(tài)的變形鋁合金有一定程度的軟化，達(dá)到半硬化實(shí)用狀態(tài)，或使已冷變形硬化的的合金恢復(fù)部分塑性，便于進(jìn)一步變形固溶處理+自然時效

提高合金的性能，尤其是塑性和常溫條件下的耐腐蝕性能固溶處理+人工時效

獲得高的拉伸強(qiáng)度，但塑性較自然時效時低續(xù)表12-8鋁合金的熱處理種類及應(yīng)用范圍工藝名稱作

用

固溶處理+過時效

拉伸強(qiáng)度不如人工時效的高，但提高了耐應(yīng)力腐蝕和其它腐蝕的性能人工時效

僅依靠鑄件在成形冷卻過程中所達(dá)到的部分固溶效果，經(jīng)人工時效提高強(qiáng)度，改善切削加工性能固溶處理+穩(wěn)定化處理

提高鑄件組織及尺寸穩(wěn)定性和耐腐蝕性能，適用于較高溫度下工作的零件固溶處理+軟化處理

使鑄件在獲得一定強(qiáng)度的同時，得到高的塑性和尺寸穩(wěn)定固溶處理+深冷處理+時效

在保證力學(xué)性能的同時，極大地消除殘余應(yīng)力形變熱處理使變形鋁合金制品具有優(yōu)良的綜合性能。設(shè)計(jì)圖樣中選擇固溶處理+自然時效，或固溶處理+人工時效CZ、CS狀態(tài)的鋁合金，在零件加工中，一般不再安排固溶及時效處理。但對板材的壓力成型及焊接可根據(jù)需要選擇。鑄鋁件，一般應(yīng)優(yōu)選T5或T6工藝方法。銅合金熱處理工藝種類選擇及應(yīng)用見表12-10。三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用3.2有色金屬熱處理工藝特點(diǎn)的選擇表12-9鋁合金的熱處理種類及應(yīng)用范圍合金類別舊狀態(tài)符號新狀態(tài)符號狀

態(tài)

含

義

變形鋁合金MO退火RH112或F熱加工YW

半冷作硬化YHX6冷作硬化CW固溶處理ZT1自然時效ST5人工時效CZT4固溶處理加自然時效BCZ

不包鋁固溶處理加自然時效BCZO不包鋁固溶處理加自然時效優(yōu)質(zhì)表面（板）不可熱處理強(qiáng)化的銅合金可選擇完全退火或去應(yīng)力退火；熱處理強(qiáng)化的銅合金應(yīng)選擇固溶及時效處理。銅合金熱處理工藝種類的選擇及應(yīng)用見書第136頁，表12-10。

鈦合金熱處理工藝種類的選擇及應(yīng)用見表12-13。

三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用鎂合金熱處理工藝種類的選擇及應(yīng)用見表12-11，其熱處理狀態(tài)代號見表12-12。書上第136頁。

3.2有色金屬熱處理工藝特點(diǎn)的選擇表12-10銅合金的熱處理種類及應(yīng)用范圍工藝名稱作

用

完全退火恢復(fù)制品塑性；消除制品的組織應(yīng)力、調(diào)整力學(xué)性能；恢復(fù)鑄件焊接的熱影響區(qū)，消除焊接應(yīng)力。去應(yīng)力退火見書第139頁固溶處理作可熱處理強(qiáng)化銅合金的預(yù)處理，以得到過飽和固溶體，為時效作準(zhǔn)備。作不可強(qiáng)化銅合金恢復(fù)塑性，為下一步壓力加工作準(zhǔn)備。時效處理見書第139頁淬火見書第139頁回火見書第139頁三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用

精密合金熱處理大都采用真空處理及氫氣保護(hù)處理，要求零件的表面質(zhì)量較高。熱處理過程中要注意零件的擺放位置與方式，避免因受力不均而引起變形。

彈性合金一般不能采用氫氣保護(hù)處理。精密合金中，冷軋狀態(tài)的帶材、絲材，一般再進(jìn)行固溶處理。

精密合金主要工藝方法真空熱處理及氫氣保護(hù)熱處理見表12-14。3.3精密合金熱處理工藝選擇及應(yīng)用三、熱處理工藝的選擇及應(yīng)用高溫合金熱處理工藝種類選擇及應(yīng)用見表12-15。3.4高溫合金熱處理工藝選擇及應(yīng)用高溫合金熱處理大都采用真空處理處理，要求零件的表面質(zhì)量較高。高溫合金熱處理主要有固溶處理、時效處理、穩(wěn)定化處理等。

4.1零件熱處理技術(shù)指標(biāo)的確

確定零件熱處理后的技術(shù)指標(biāo)，必須考慮以下因素：

a)零件受力情況、工作條件及重要程度；

b)

材料特性，如是否可熱處理強(qiáng)化及材料的淬硬性、淬透性、變形開裂傾向、過熱敏感性、回火脆性傾向、氧化脫碳傾向、冷淬性等熱處理工藝性；

c)熱處理后材料的機(jī)械加工工藝性等；

d)熱處理后材料的特種加工（如焊接、化銑等）工藝性；

e)材料及其熱處理的經(jīng)濟(jì)性。四、零件熱處理的工藝性要求4.1零件熱處理技術(shù)指標(biāo)的確

確定零件熱處理后的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)參照金屬材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、鍛鑄件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、金屬材料熱處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。要按所選材料的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍選取，才能體現(xiàn)材料的性能特點(diǎn)。如果超出上述標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，必須事先征得工藝部門的同意并進(jìn)行必要的工藝試驗(yàn)，以確保材料的綜合性能和達(dá)到足夠的熱處理工序能力指數(shù)（合格品率）。

飛航導(dǎo)彈常用金屬材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見表12-16。四、零件熱處理的工藝性要求4.1零件熱處理技術(shù)指標(biāo)的確

在確定熱處理技術(shù)條件方面，常見的不合理現(xiàn)象有：

要求大截面零件獲得小尺寸試樣的指標(biāo)；要求低碳鋼不經(jīng)過化學(xué)熱處理達(dá)到高硬度；要求零件硬度超越鋼材的淬硬性；要求一個零件上有多種硬度等等。此外，在標(biāo)注技術(shù)條件時，一般不宜對熱處理方式方法規(guī)定得太具體。

四、零件熱處理的工藝性要求4.1零件熱處理技術(shù)指標(biāo)的確4.2.1合理選材和規(guī)定硬度要求對形狀復(fù)雜、截面尺寸相差較大或要求變形較小的零件，應(yīng)選用淬透性較好的材料，以便使用冷卻性較緩和的淬火介質(zhì)。四、零件熱處理的工藝性要求常用熱處理標(biāo)準(zhǔn)見表12-17書中第143頁4.2防止零件熱處理變形、開裂規(guī)定硬度值時，在滿足使用要求的前提下，盡量取下限。13.4.2.2改進(jìn)零件結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)零件外形應(yīng)避免尖角棱角，盡量加工成圓角、倒角以避免淬火裂紋。零件結(jié)構(gòu)盡量避免截面尺寸突然變化，厚薄懸殊，否則淬火冷卻時出現(xiàn)變形甚至開裂。零件應(yīng)盡量采用簡單均勻、封閉、對稱的結(jié)構(gòu)。避免較深的盲孔。軸類零件長徑比不應(yīng)過大。某些有淬裂傾向而各部分工作條件要求不同的零件或形狀復(fù)雜的零件，在可能條件下建議改為組合結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)。降低切削加工零件的表面粗糙度，也有利于避免淬火裂紋。

四、零件熱處理的工藝性要求4.2防止零件熱處理變形、開裂4.2.3合理安排熱處理工序在零件加工過程中，熱處理工序的位置安排應(yīng)合理。對形狀復(fù)雜要求高的零件，應(yīng)在粗、精加工工序之間進(jìn)行預(yù)備四、零件熱處理的工藝性要求4.2防止零件熱處理變形、開裂熱處理，消除加工應(yīng)力。安排機(jī)加工序，要考慮熱處理的變形，預(yù)留變形的加工量。零件半成品熱處理后的機(jī)加工，不應(yīng)破壞材料已獲得的組織狀態(tài)。四、零件熱處理的工藝性要求在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，要充分考慮結(jié)構(gòu)的熱處理工藝性。要避免零件結(jié)構(gòu)不合理給熱處理帶來的困難，甚至無法實(shí)現(xiàn)。4.3.零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性四、零件熱處理的工藝性要求影響零件結(jié)構(gòu)熱處理工藝性因素主要有：a)零件材料的選擇；b)零件的幾何形狀與剛度；c)零件的尺寸大??；d)零件的表面狀態(tài)。為避免零件熱處理時的變形、開裂、硬度不足及軟點(diǎn)等，零件的幾何形狀是關(guān)鍵。尖銳的棱邊、尖角、凹腔等會生產(chǎn)應(yīng)力集中、是生產(chǎn)開裂的主要根源；零件截面突變也易造成應(yīng)力集中；材料組織不均勻也易導(dǎo)致零件的變形與開裂。如零件結(jié)構(gòu)形狀已無改善余地，可使用淬透性好的材料，選擇合理的熱處理工藝，減緩淬火冷卻速度，也可減少變形、避免開裂。零件的結(jié)構(gòu)剛度差，加熱和冷卻易產(chǎn)生大的變形，可設(shè)計(jì)專用夾具來防止變形。4.3.1零件的熱處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝性四、零件熱處理的工藝性要求在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，應(yīng)注意改善熱處理工藝性，其要求有：a）

銳邊尖角要倒鈍或改成圓角；b）

盡量使截面均勻、質(zhì)量平衡，必要時可開工藝孔或工藝槽；c）

軸類零件的細(xì)長比不可太大；d）

零件幾何形狀力求簡單、對稱；e）

提高零件結(jié)構(gòu)剛性，必要時可附加加強(qiáng)筋；f）

內(nèi)孔要求淬硬時，應(yīng)改盲孔為通孔；g）

孔與孔及孔與棱邊應(yīng)有一定距離，不應(yīng)過窄；h）

盡量避免配作孔、局部熱處理（局部滲碳、滲氮）；i）

形狀特別復(fù)雜或不同部位有不同性能要求時，盡可能采用組合結(jié)構(gòu)；j）

特別細(xì)長、薄長的零件結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能采用拼接；k）

零件熱處理前的表面粗糙度：一般淬火件不大于

Ra3.2μm、滲碳件不大于

Ra6.3μm；滲氮僅Ra0.1μm左右；l）高頻淬火部位應(yīng)盡量避免有孔或槽。另外，零件的結(jié)構(gòu)形狀與熱處理工藝方法及所選用設(shè)備有關(guān)。

4.3.2改善零件熱處理工藝性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)四、零件熱處理的工藝性要求零件在熱處理快速加熱、冷卻的過程中，由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的作用，使零件產(chǎn)生殘余應(yīng)力，引起變形。給后續(xù)的加工增加難度，甚至使零件報(bào)廢。首先應(yīng)采取多種措施，盡量減少應(yīng)力和變形。此外，對某些材料和結(jié)構(gòu)的零件，熱處理變形是必然的，只是大小問題，因此，必須在熱處理前預(yù)留加工余量，通過熱處理后的加工，消除變形量，滿足零件設(shè)計(jì)精度要求。

4.3.3熱處理變形與預(yù)留加工余量四、零件熱處理的工藝性要求熱處理前預(yù)留合適的加工余量，可提高熱處理工藝性。預(yù)留量過小，將增加熱處理的難度與成本；預(yù)留量過大，將增加熱處理后的加工難度與加工應(yīng)力，不利于精密加工。因此，必須合理的選擇預(yù)留量，必要時可通過工藝試驗(yàn)來確定。零件熱處理的預(yù)留量應(yīng)根據(jù)材料的種類、零件的結(jié)構(gòu)及尺寸大小、熱處理工藝方法來確定。典型零件熱處理淬火變形推薦預(yù)留加工余量見表12-18、12-19、12-20，書中144頁。

4.3.3熱處理變形與預(yù)留加工余量四、零件熱處理的工藝性要求

對形狀復(fù)雜、截面尺寸相差較大或要求變形較小的零件，應(yīng)選用淬透性較好的材料，以便使用較緩和的淬火介質(zhì)。

對零件的硬度選擇，在滿足使用要求的前提下，盡量取下限。

4.4.鋼件減少熱處理變形的措施與方法4.4.1合理選材并提出硬度要求四、零件熱處理的工藝性要求

零件外形應(yīng)盡量簡單、均勻、結(jié)構(gòu)對稱，盡量避免截面尺寸突然變化，不應(yīng)出現(xiàn)尖銳棱角，避免較深的盲孔。軸類零件的長徑比不應(yīng)過大。零件壁厚的差別不應(yīng)相差懸殊。

4.4.鋼件減少熱處理變形的措施與方法4.4.2零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝性要求四、零件熱處理的工藝性要求在加工中，熱處理工序的先后順序合理應(yīng)安排。

對形狀復(fù)雜精度要求高的零件，應(yīng)在粗、精加工之間進(jìn)行預(yù)備熱處理，消除加工應(yīng)力。要考慮熱處理的變形，預(yù)留變形的加工量。4.4.3合理安排熱處理工序四、零件熱處理的工藝性要求4.4.4制定合理的熱處理工藝，

在滿足熱處理工藝及性能的條件下，盡量降低淬火加熱時間。

選擇較緩和的冷卻介質(zhì)，采取預(yù)熱處理及慢速升溫法，采用等

溫淬火，分級淬火等工藝。用局部熱處理專代替整體熱處理，在夾具中進(jìn)行熱處理；注意熱處理時零件的擺放方式使其受力均勻。

4.4.鋼件減少熱處理變形的措施與方法四、零件熱處理的工藝性要求4.5零件熱處理前表面狀態(tài)要求

熱處理工序在機(jī)械加工前進(jìn)行的零件，對其表面狀態(tài)無特殊要求。

熱處理工序?yàn)橹虚g工序時，不同的工藝方法有不同要求。對于鋼鐵零件的調(diào)質(zhì)、淬火，去掉毛坯表面層即可。

有色金屬的退火及消除應(yīng)力處理，表面應(yīng)干凈無油污、沒有殘存的機(jī)械加工用劃線涂色等。

真空及氣體保護(hù)處理，表面要求干凈、無油污。

熱處理工序作為末工序時，一般采用真空或氣體保護(hù)處理。要求零件表面光亮無油污、金屬切削及機(jī)械加工劃線涂色等多余物，另外，表面不允許有凹坑、凸瘤、毛刺劃傷等。精密合金的帶材、沖片熱處理時，嚴(yán)禁帶有邊角毛刺。

4.5零件熱處理前表面狀態(tài)要求

12.5.1熱處理工序安排的原則

有力學(xué)性能要求，熱處理后可加工的零件，熱處理工序應(yīng)盡量往前安排，即可安排在可加工工序之前。如小件調(diào)質(zhì)可安排在粗加工之前，大件調(diào)質(zhì)（考慮到淬透性）可安排在粗加工之后；淬火件可安排在磨削加工或電加工之前。

有物理性能（如磁性）要求的零件，熱處理后再進(jìn)行機(jī)械加工將產(chǎn)生應(yīng)力影響其性能。其熱處理工序應(yīng)盡量往后排。如軟磁合金的退火，一般都安排在末工序。

消除應(yīng)力退火及正負(fù)循環(huán)穩(wěn)定化處理，應(yīng)安排在需消除應(yīng)力的工序后進(jìn)行。如消除沖壓、焊接應(yīng)力退火，應(yīng)安排在沖壓、焊接工序后進(jìn)行；用以消除機(jī)械加工應(yīng)力的退火，一般在粗加工或加工量較大的工序后進(jìn)行?；瘜W(xué)表面熱處理，一般應(yīng)安排在末工序進(jìn)行。

五、零件熱處理的工序安排

4.5零件熱處理前表面狀態(tài)要求

5.2一般熱處理工藝的工序安排

零件熱處理工藝的工序按排應(yīng)根據(jù)材料的種類、牌號、技術(shù)要求及零件的形狀、大小來選擇，根據(jù)需要可安排一次，二次或多次。熱處理工序可安排在粗加工之前，粗加工之后精加工之前或精加工之后。飛航導(dǎo)彈常用零件熱處理工藝的工序安排見表12-21。書中第146頁。

五、零件熱處理的工序安排

4.5零件熱處理前表面狀態(tài)要求

零件設(shè)計(jì)時，在材料確定后，應(yīng)提出明確的熱處理技術(shù)要求，即熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)。該要求應(yīng)在零件圖樣上標(biāo)注。一般應(yīng)包括檢驗(yàn)項(xiàng)目及檢驗(yàn)判據(jù)。零件圖樣上的熱處理技術(shù)要求，一般應(yīng)為成品件熱處理的最終狀態(tài)需達(dá)到的技術(shù)要求。

熱處理技術(shù)要求應(yīng)用已標(biāo)準(zhǔn)化的符號、代號標(biāo)注，盡量避免文字說明。

技術(shù)要求的標(biāo)注必須簡明、準(zhǔn)確、合理，如果技術(shù)內(nèi)容要求較多且有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范時，可引用標(biāo)準(zhǔn)或?qū)懨靼茨臣夹g(shù)規(guī)范執(zhí)行。標(biāo)注的技術(shù)要求應(yīng)符合生產(chǎn)實(shí)際，具有可檢測性。如對需要正火、調(diào)質(zhì)及淬火零件，通常只標(biāo)注硬度要求或抗拉強(qiáng)度要求，并根據(jù)零件的材料、種類、大小、選擇洛氏硬度HRC,布氏硬度HB或維氏硬度HV。同一零件的不同部位有不同的熱處理要求時，應(yīng)在零件圖樣上分別標(biāo)注。

六、件熱處理技術(shù)要求及標(biāo)注方法

6.1一般要求

6.2.1硬度與力學(xué)性能要求

硬度試驗(yàn)簡單，且與強(qiáng)度有一定對應(yīng)關(guān)系，可間接反映其它力學(xué)性能。因此它是熱處理最常用、最重要的一個指標(biāo)。

對于重要件，除有硬度外還有強(qiáng)度極限、塑性或斷裂韌性等要求。注意：材料強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與系統(tǒng)強(qiáng)度三者是不完全一致的。六零件熱處理技術(shù)要求及標(biāo)注方法

6.2熱處理檢驗(yàn)項(xiàng)目及