緊固件的熱處理和流程規(guī)范

緊固件冷墩成形后的熱處理主要目的是通過淬火+回火，使工件

獲得良好的綜合機械性能。鋼的熱處理就是熱處理中常說的四把火:

退火、正火、淬火和回火，是采用適當?shù)姆绞綄饘俨牧匣蚬ぜM行

加熱、保溫和冷卻以獲得預期的組織結構與性能的工藝方法和過程。

其中的淬火與回火關系密切，常常配合使用，缺一不可。今天，螺絲

君介紹緊固件生產(chǎn)中的熱處理工藝需要了解的概念和定義，同時，介

紹常用的緊固件熱處理參數(shù)和熱處理設備一網(wǎng)帶爐。

1、鐵碳合金相圖的有關概念

Fe-C合金相圖是研究鐵碳合金成分、溫度、組織和性能之間關

系的理論基礎，是制定熱加工工藝的依據(jù)，和緊固件熱處理相關的

概念和特征線：

1)PSK水平線-共析線-A1線：含碳量為0.77%的奧氏體冷卻到

此線時，在727T同時析出鐵素體和滲碳體的機械混合物，此反應

稱為共析反應。

2)GS線-A3線：鋼材冷卻時奧氏體轉變?yōu)殍F素體的開始線。

3)ES線-Acm線：是碳在奧氏體中的溶解度線，實際上是冷卻時

由奧氏體中析出二次滲碳體的開始線。

點

碟兒的

C/L+FqJ

共

氏%中的桑：；涔Ml

A+Feft+Q

F+A

由于加熱的時候有過熱度，冷卻的時候有過冷度，所以同一個

相變點，加熱和冷卻不一樣，因此，加熱的時候用C表示，冷卻的時候

用r表示，所以，相應的有：加熱Ac1、用3、Accm,,冷卻Ari、Ar3>

Arcmo

Acl：加熱時珠光體向奧氏體轉變的開始溫度。

Ari：冷卻時奧氏體向珠光體轉變的開始溫度。

Ac3：加熱時游離鐵素體全部轉變?yōu)閵W氏體的終了溫度。

Ar3：冷卻時奧氏體開始析出游離鐵素體的溫度。

Accm：加熱時二次滲碳體全部溶入奧氏體的終了溫度。

Arcm：冷卻時奧氏體開始析出二次滲碳體的溫度。

熱處理中的鐵碳平衡圖中的AcUAc3、Accm等線代表是鐵碳

合金材料組織轉變的溫度曲線，由于含碳量的不同，其轉變溫度是

不同的。

2、淬火

淬火是將鋼加熱到Acl或Ac3以上，保溫一定時間，然后快速

冷卻以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。

淬火加熱以得到細而均勻的奧氏體晶粒為目的，以便冷卻后獲

得細小的馬氏體組織。

鋼的淬透性和淬硬性是鋼淬火中的兩個關鍵概念。鋼的淬透性

是指鋼在淬火時獲得馬氏體深度的能力，是鋼材自身屬性，與選取

得爐型、工藝無關，淬透性高低取決于鋼的臨界冷卻速度。

其大小通常用規(guī)定條件下淬火所獲得的淬硬層深度來表示。淬

硬層深度是從淬硬的工件表面量變至規(guī)定的硬度值處的垂直距離.

淬硬性是鋼在理想狀態(tài)下淬火后獲得最高硬度的能力，取決于

馬氏體中的碳含量。

淬火加熱溫度和保溫時間是淬火的關鍵。亞共析鋼的淬火加熱

溫度通常為Ac3以上30-50℃；過共析鋼的淬火加熱溫度通常為

Acl以上30?50℃。

在選者淬火冷卻起始溫度時，要綜合考慮碳含量、合金元素、

工件尺寸形狀、加熱方式、淬火介質(zhì)和原始組織等因素。

保溫時間，包括工件在爐內(nèi)的升溫時間、透熱時間和組織轉變

所需要的時間，保溫時間的長短與裝爐量、爐型、工件尺寸、鋼材

成分及技術要求有關。

常用的淬火冷卻介質(zhì)是水、油、熔鹽和熔堿等。

通常的淬火方法，包括單液淬火、雙液淬火、馬氏分級淬火和

貝氏體等溫淬火等。

3、回火

回火是將淬火后的鋼件加熱到Acl以下某一溫度，保溫一定時

間后冷卻至室溫的熱處理工藝。

回火目的是消除或降低應力，防止變形或開裂；穩(wěn)定組織，穩(wěn)

定形狀和尺寸，保證精度；調(diào)整強度、硬度、塑性和韌性等力學性

能。

根據(jù)工件性能要求的不同，按其回火溫度的不同，可將回火分

為以下幾種：

1）低溫回火（150-250度），低溫回火所得組織為回火馬氏

體。

其目的是在保持淬火鋼的高硬度和高耐磨性的前提下，降低其

淬火內(nèi)應力和脆性，以免使用時崩裂或過早損壞。

2）中溫回火（350-500度），中溫回火所得組織為回火屈氏

體。

其目的是獲得高的屈服強度，彈性極限和較高的韌性。

3）高溫回火（500-650度），高溫回火所得組織為回火索氏

體。

習慣上將淬火加高溫回火相結合的熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理，其目

的是獲得強度，硬度和塑性，韌性都較好的綜合機械性能。

4、緊固件熱處理的流程

緊固件在網(wǎng)帶爐上的淬火和回火過程:

5、緊固件的機械性能和熱處理工藝參數(shù)

根據(jù)螺栓的機械性能分為高強度螺栓和普通螺栓，高強度螺栓

主要是指機械性能等級28.8的螺栓。

這些產(chǎn)品主要采用低、中碳合金（如含硼或鎰或鋁）鋼或中碳鋼

優(yōu)質(zhì)材料制造，除個別品種規(guī)格外，都要進行經(jīng)淬火并回火處理,

具有較高的力學性能和使用性能。

熱處理是高強度螺栓生產(chǎn)的關鍵工序，決定了螺栓的最終使用

性能，可以使高強度緊固件獲得一定的強度、良好的塑性、韌性和

低的缺口敏感性以及較高的抗彎強度、避免產(chǎn)生松馳現(xiàn)象等綜合力

學性能及使用性能。

下表中的加熱溫度和保溫時間會因為零件結構不同和制造商的

經(jīng)驗不同有一定差異:

杵火回火

七部便度加熱溫保溫時芯都皖度加焰”保溫時

規(guī)格鋼材洋火介質(zhì)

近求HRC度/年H/?in要求HRC度/PR/ain

a1210B2144-48750、89060±10佚速泮火油22-32480*1570±10

6.8級螺松

洲16MUOCr49-56760-87070±10快速淬火浦22-32560±3080±10

10.9扭螺栓316SOM35245750-88080±5伙速淬火油3”39530±2090±10

12.9爆螺栓￡4SOC43545-5475O-S8O90±10快速淬火油39-44460±20110±10

10級螺修比0SIUCHS8K46^54750-89070±10油/水2b3?500±2080*10

6、熱處理設備一網(wǎng)帶爐

由于高強度螺栓生產(chǎn)量大，價格低廉，螺紋部分又是比較細微

相對精密的結構，因此，要求熱處理設備必須具備生產(chǎn)能力大，自

動化程度高，熱處理質(zhì)量好的能力。

進入20世紀90年代以來帶有保護氣氛的連續(xù)式熱處理生產(chǎn)線

已占主導地位，震底式網(wǎng)帶爐尤其適用于中小規(guī)格緊固件的熱處理。

網(wǎng)帶爐生產(chǎn)線除了爐子密封性能好以外，還具有先進的氣氛，

溫度、計算機控制工藝參數(shù)，設備故障報警和顯示功能。高強度緊

固件從上料-清洗-加熱-淬火-清洗-回火-著色到下線，全部自