鑄鋼件的熱處理由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成。其工藝參數(shù)的確定,均以保證產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約成本為依據(jù)。給出了鑄鋼件幾種熱處理規(guī)范示意圖。
1:加熱 加暖是暖處理過程中能耗最大的工序。加暖過程的主要技術(shù)是選擇適當(dāng)?shù)募訜岱绞?、加暖速率及裝料方式。
(1)加熱速率:對于一般中小型鑄鋼件,可以不限制加熱速率,采用爐子的最大功率加暖。采用熱爐裝爐可極大地縮短加暖時(shí)間和生產(chǎn)周期。實(shí)際上快速加熱條件下,鑄件表面與心部之間無顯著的溫度滯后。而緩慢加熱將導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低、能耗增大以及造成鑄件表面嚴(yán)重氧化和脫碳。但對于一些形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚較大、在加熱中易生產(chǎn)較大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致變形或開裂的鑄件,則應(yīng)控制加暖速率。一般可以采取低溫慢速加暖(600。C以下)或在低、中溫區(qū)停留一、二次等工藝方法,在高溫區(qū)仍可以采用快速加熱升溫。
(2)加暖方式:鑄鋼件加熱方式有輻射加暖、鹽浴加熱和感應(yīng)加熱等。加暖方式的選擇原則是快速均勻、便于控制及高效低成本。一般應(yīng)考慮鑄件的結(jié)構(gòu)尺寸、化學(xué)成分、暖處理工藝和質(zhì)量要求等。
(3)裝料方式:鑄件在爐內(nèi)的堆放方式應(yīng)予以足夠的重視?;驹瓌t是,充分利用有效空間、確保均勻受熱條件并防止鑄件變形。
2.保溫 鑄鋼件奧氏體化保溫溫度應(yīng)根據(jù)鑄鋼的化學(xué)成分和要求的性能選定。一般比類同成分的鍛鋼件略高些(高20。C左右)。對亞共析鋼鑄件,以碳化物能較快地溶入奧氏體,并兼顧奧氏體能保持細(xì)晶粒為原則,一般在Ac。溫度以上30~50。c。正火的溫度比退火或淬火的稍高些。過共析鋼鑄件正火時(shí)應(yīng)加熱到Ac。溫度以上。淬火時(shí)則在Ac。溫度以下和Ac。溫度以上,避免殘余奧氏體量過多。對于晶粒長大傾向顯著的鑄鋼(如錳鋼),淬火保溫溫度宜取下限。厚截面鑄件的奧氏體化保溫溫度通常取上限。鑄鋼件暖處理保溫時(shí)間的確定應(yīng)考慮兩個(gè)方面因素:一是使鑄件表面與心部溫度均勻一致;二是組織均勻化。因此保溫停留時(shí)間主要取決于鑄件的導(dǎo)暖性能、斷面壁厚及合金元素等因素。一般合金鋼鑄件比碳鋼鑄件需更長的保溫時(shí)間,鑄件壁厚通常是估計(jì)保溫時(shí)間的主要依據(jù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),每25mm壁厚保溫lh。大于25ram者,每增加25ram延長保溫時(shí)間lh。對于回火處理、時(shí)效處理時(shí)的保溫時(shí)間,應(yīng)考慮熱處理的目的、保溫溫度及元素?cái)U(kuò)散速度等因素,其保溫時(shí)間應(yīng)比正火或淬火時(shí)的保溫時(shí)間長,一般為正火或淬火時(shí)保溫時(shí)間的l.5~2倍。
3.冷卻 鑄鋼件在保溫后可采取不同的速率心灰意冷卻完成鋼中相的轉(zhuǎn)變,以獲得所要求的金相組織,并達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。一般說來,加大冷卻速率有利于獲得良好的組織狀態(tài)并細(xì)化晶粒,從而提高鋼的力學(xué)性能。但太大的冷卻速度容易使鑄件產(chǎn)生較大的應(yīng)力,對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件可能導(dǎo)致變形或開裂?;鼗鸨睾蟮睦鋮s方式,一般并元特別嚴(yán)格的要求,只是對一些有回火脆性敏感的低合金鑄鋼,回火保溫后的心灰意冷卻特別重要,宜采用快冷方式,以便盡快通過往返火脆性區(qū),避免降低鑄鋼的韌性。鑄鋼件熱處理冷卻介質(zhì)常用的有空氣、油、水、鹽水及熔鹽等。
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