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大件调质钢热处理注意事项

发布时间: 2014-2-18 15:37:38
大件调质钢一般都是采用锻件制造。大件的热处理分为锻后热处理和最终热处理两类。 (1)锻后热处理的主要目的是防止锻件产生白点,同时完成细化和均匀组织,消除应力,降低硬度。对于碳钢及低合金钢,采用热处理工艺,使奥氏体在620~660℃保温去氢,然后缓冷。 对于中、高合金钢,采用热处理工艺,使奥氏体在280~320℃能较快地转变为贝氏体组织,同时排除锻件表面的一部分氢,然后升温到580~660℃,升温速度≤80℃/h,使贝氏体组织中的氢因温度上升而很快逸出。冷却速度控制在≤50℃/h。 对于一些高合金钢和截面尺寸较大以及较重要的锻件,采用热处理工艺,工艺中有一次重结晶,其目的是减少锻件的残余应力,细化晶粒和减小过冷奥氏体的稳定性,使氢在整个截面上分布更均匀,促使奥氏体迅速转变,因而可降低锻件对白点的敏感性。工艺中升温速度≤80℃/h,冷却速度控制在≤50℃/h。 (2)大件最终热处理一调质热处理  大型锻件由于铸造的化学成分严重不均,特别是碳的偏析比较严重,偏析条纹内某些元素的富集也十分严重。即使采用反复镦粗和中心压实,仍然不能解决钢锭芯部缺陷。锻后多次正火,也不能完全消除。 热处理加热温度与保温时间:考虑到碳和合金元素的偏析,大型锻件的奥氏体化温度应比按该钢号平均成分所定的温度稍高,以利于碳和合金元素的溶解以及奥氏体成分的均匀化。但提高奥氏体化温度增加了在随后冷却中的开裂倾向。 为此,分别制定奥氏体化温度和淬火温度的工艺是合理的。奥氏体化温度可高一些,在此温度下保温,可保证珠光体完全转变,合金元素充分溶解以及奥氏体成分均匀,然后使奥氏体化温度降低到淬火温度。可采取两种方式,一种是空冷预冷,空冷时间根据工件钢种和截面而定,一般不使工件表面温度低于Ac3;另一种是使炉温尽快降温到不低于Ac3的温度,并在此温度下适当保温,保证零件一定深度内的温度有所降低。前一种方法空冷时间很难掌握,仅在表面进行降温,表层以下相对深度的温度不能降低,而且大型锻件的截面大小相差悬殊,大截面处的表面温度还未降低,中小截面处的温度已降低过低,影响制品性能。 加热保温时间:在工件表面温度达到温度后计算保温时间,按加热系数0.6-1.2h/100mm。加热过程的升温速度也十分重要,为防止加热开裂,加热速度一般在30-100℃/h。大截面工件或高合金钢,入炉温度应该小于450℃,升温过程中进行一次600-680℃预热或二次预热450-500℃、600-680℃的方式,减少工件内部和外部温差。 淬火加热的保温时间:保温时间必须足够,让碳化物充分溶解到奥氏体中,并完成奥氏体均匀化。在盐浴炉中的加热时,碳钢的加热系数为0. 25~0.4min/mm,低合金调质钢为0.3~0.5min/mm,在空气电阻炉中加热碳钢的加热系数为1~1.2min/mm,低合金调质钢为1.2~1. 5min/mm。 大件淬火,在空气电阻炉中加热保温时间确定方式如下:对碳钢和低合金钢以及低淬透性钢,没有预热的直接加热工艺中,按照工件的有效厚度每100mm加热保温0.8~1. 2h估算,在分段预热的加热淬火工艺中,按有效厚度每100mm加热保温0.6~0. 8h估算。对于合金元素较多的钢种,在直接加热时,按有效厚度每100mm保温1.1-~1.5h估算,分段预热的淬火加热工艺时,按有效厚度每100mm加热保温0.8~1h估算。 本文参考《热处理工艺问答》一书。
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