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2018年二级结构工程师《钢结构》考点精讲:热处理的影响

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  2018年二级结构工程师《钢结构》考点精讲:热处理的影响

  钢的热处理就是将钢在固态范围内施以不同的加热、保温和冷却,籍以改变其性能的一种工艺。根据加热和冷却的方法的不同,热处理可分为以下几种:

  退火处理:退火种类很多,大体上可分为重结晶退火和低温退火两类。重结晶退火是将钢加热到相变临界点以上30~50℃,保温一段时间,然后缓慢冷却(随炉冷却、坑冷、灰冷)到500℃以下后,在空气中冷却。退火是一种时间漫长的热处理工艺,其目的是细化晶粒、降低硬度、提高塑性、消除组织缺陷和改善力学性能等。低温退火是将钢加热到相变临界点以下(500~650℃),保温一段时间后缓冷到300~200℃以下出炉,钢在这个过程中无组织变化,消除内应力的处理即属低温退火。

  正火处理:将钢加热到临界点(AC3)以上30~50℃,保温一段时间,进行完全奥氏体化,然后在空气中冷却。正火与退火的加热条件相同,只是冷却条件不同,正火在空气中冷却速度要快于回火,故正火钢有较高的强度和硬度,甚至有较大的塑性和韧性,正火的目的是细化晶粒、消除缺陷、改善性能,故对于碳素结构钢、低合金结构钢均可以正火处理状态交货。

  淬火处理:将钢材加热到相变临界点以上(一般为900℃以上),保温一段时间,然后在水或油等冷却介质中快速冷却,使奥氏体组织变为马氏体,得到高硬度、高强度,但需要随后的回火处理,以获得良好的综合力学性能。

  回火处理:将淬火钢重新加热到相变临界点以下的预定温度,保温预定时间,然后冷却。其目的是减少淬火生成的内应力、促使金相组织获得充分的转变,减少淬火钢的脆性。淬火钢回火后的力学性能,取决于回火温度和时间,可依据需要分别选择低温回火(150~200℃)、中温回火(300~500℃)和高温回火(500~650℃)~。钢材的淬火加高温回火的综合操作称为调质,调质处理可让钢材获得强度、塑性和韧性都较好的综合性能。

  对于高强度钢材,如现行国家标准《低合金高强度结构钢》中的Q420、Q460的C、D、E级钢,其交货状态中包括淬火加回火的状态,《焊接结构用耐候钢》标准中Q460NH也可有淬火加回火状态交货,其它强度级别一般只是热轧、控轧或正火处理状态交货。

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