铸钢件常见热处理工艺.doc

------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————铸钢件常见热处理工艺铸钢件常见热处理按加热和冷却条件不同,铸钢件的主要热处理方式有:退火(工艺代号: 5111) 、正火( 工艺代号: 5121) 、均匀化处理、淬火( 工艺代号: 5131) 、回火( 工艺代号: 5141) 、固溶处理( 工艺代号: 5171) 、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。 1. 退火( 工艺代号: 5111) 退火是将铸钢件加热到 Acs 以上 20~ 30。C ,保温一定时间,冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除铸造组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析, 以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织: 亚共析铸钢为铁素体和珠光体, 共析铸钢为珠光体, 过共析铸钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的铸钢件。图 11—4 为几种退火处理工艺的加热规范示意图。表 ll—1为铸钢件常用退火工艺类型及其应用。 2 .正火( 工艺代号: 5121) 正火是将铸钢件目口热到 Ac 。温度以上 30~ 50。C 保温, 使之完全奥氏体化, 然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图 11—5 为碳钢的正火温度范围示意图。正火的目的是细化钢的组织, 使其具有所需的力学性能, 也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个: 其一是正火加热温度要偏高些;其二是正火冷却较快些。经正火的铸钢强度稍高于退火铸钢,其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢铸件多采用正火处理。------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————正火可消除共析铸钢和过共析铸钢件中的网状碳化物, 以利于球化退火; 可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理, 以细化晶粒和均匀组织,从而减少铸件在淬火时产生的缺陷。 3 .淬火( 工艺代号: 5131) 淬火是将铸钢件加热到奥氏体化后(Ac 。或 Ac& #8226; 以上) ,保持一定时间后以适当方式冷却,获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。铸钢件淬火后应及时进行回火处理, 以消除淬火应力及获得所需综合力学性能。图 11—6 为淬火回火工艺示意图。铸钢件淬火工艺的主要参数: (1) 淬火温度: 淬火温度取决于铸钢的化学成分和相应的临界温度点。图 11—7 为铸钢件淬火工艺温度范围示意图。原则上, 亚共析铸钢淬火温度为 Ac。以上 20~ 30。C, 常称之为完全淬火。共析及过共析铸钢在 Ac 。以上 30~ 50。C 淬火,即所谓亚临界淬火或两相区淬火。这种淬火也可用于亚共析钢,所获得的组织较一般淬火的细,适用于低合金铸钢件韧化处理。(2) 淬火介质: 淬火的目的是得到完全的马氏体组织。为此, 铸件淬火时的冷却速率必须大于铸钢的临界冷却速率。否则不能获得马氏体组织及其相应的性能。但冷却速率过高易于导致铸件变形或开裂。为了同时满足上述要求,应根据铸件的材质选用适当的淬火介质,或采用其他冷却方法( 如分级冷却等)。在 650 ~ 400 。C 区间钢的过冷奥氏体等温转变速率最快, 因此铸件淬火时应保证在此温度内快冷。在 Ms 点以下希望冷却缓慢一些,以防止淬火变形或开裂。淬火介质通------------------------------------------------------------------------------------------------ ——————————————————————————————————————常采用火、水溶液、油和空气。在分级淬火或等温淬火时, 采用热油、熔融金属、熔盐或熔碱等。 4. 回火( 工艺代号: 5141) 回火是将淬火或正火后的铸钢件加热到 Ac, 以下的某一选定温度, 保温一定时间后, 以适宜的速率冷却, 使淬火或正火后得到的不稳定组织转变为稳定组织,消除淬火( 或正火) 应力以及提高铸钢的塑性和韧性的一种热处理工艺。通常淬火加高温回火处理的工艺称之为调质处理。淬火后的铸钢件必须及时进行回火, 而正火后的铸钢件必要时才予以回火处理。回火后铸钢件的性能取决于回火温度、时间及次数。随着回火温度的提高和时间的延长, 除使铸钢件的淬火应力消除外,还使不稳定的淬火马氏体转变成回火马氏体、托氏体或索氏体,