在工业生产中,堆焊技术广泛应用于修复和强化各类零部件,如磨盘、破碎机辊等,以提高其耐磨性、耐腐蚀性和使用寿命。而焊后热处理作为堆焊工艺的重要环节,对堆焊层的性能,尤其是硬度,有着至关重要的影响。
一、焊后热处理的常见方式
1.回火:回火是将堆焊后的工件加热到低于临界温度的某一温度范围,保温一定时间后冷却的热处理工艺。
2.正火:正火是将堆焊后的工件加热到临界温度以上 30 - 50°C,保温适当时间后在空气中冷却的热处理工艺。
二、回火对堆焊层硬度的影响
1.低温回火:
在低温回火时,堆焊层内的残余应力得到部分消除,马氏体中的过饱和碳原子开始析出,形成细小的碳化物。此时,堆焊层的硬度略有下降,但仍保持较高的硬度水平,主要是因为碳化物的弥散强化作用依然存在。对于一些需要保持高硬度和耐磨性的堆焊层,如堆焊用于切削刀具的刃口,低温回火可以在一定程度上消除应力,同时保留足够的硬度。
2.中温回火:
随着回火温度升高到中温范围,碳化物逐渐聚集长大,弥散强化效果减弱,堆焊层硬度明显降低。但与此同时,堆焊层的韧性得到显著提高,具有良好的综合力学性能。例如,对于一些承受冲击载荷的堆焊零部件,如破碎机的锤头,采用中温回火可以使堆焊层在具备一定硬度的同时,提高其抗冲击能力。
3.高温回火:
高温回火时,碳化物进一步聚集粗化,堆焊层硬度进一步降低,组织更加均匀。高温回火后的堆焊层具有较好的塑性和韧性,适用于一些对硬度要求不高,但对韧性和尺寸稳定性要求较高的场合,如堆焊修复大型机械的轴类零件。
三、正火对堆焊层硬度的影响
正火可以细化堆焊层的晶粒,消除焊接过程中产生的粗大晶粒和组织缺陷。经过正火处理后,堆焊层的硬度一般会略有降低,但硬度分布更加均匀。同时,正火还能提高堆焊层的强度和韧性,改善其综合力学性能。在一些对堆焊层组织均匀性和性能稳定性要求较高的情况下,如堆焊修复精密模具,正火处理可以有效提升堆焊层的质量。
焊后热处理通过不同的工艺方式和参数调整,对堆焊层硬度产生多样化的影响。在实际应用中,需要根据堆焊层的材质、使用要求以及预期的性能指标,合理选择焊后热处理工艺,以获得理想的堆焊层硬度和综合性能,确保堆焊零部件在各种工况下安全、可靠地运行。
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