碳钢铸造件的特点及应用
碳钢铸件也用于各种工业应用和环境。 凭借其众多等级,碳钢可以进行热处理,以提高其屈服和拉伸强度、硬度或延展性,以满足工程师的应用需求或所需的机械性能。
一些低等级的铸钢可以用球墨铸铁代替,只要它们的抗拉强度和延伸率足够接近。 碳钢铸件力学性能的比较,可参考材料规范ASTM A536球墨铸铁和ASTM A27碳钢。
铸钢件的淬火
淬
精铸合金钢铸件
碳钢铸造件的特点及应用
碳钢铸件也用于各种工业应用和环境。 凭借其众多等级,碳钢可以进行热处理,以提高其屈服和拉伸强度、硬度或延展性,以满足工程师的应用需求或所需的机械性能。
一些低等级的铸钢可以用球墨铸铁代替,只要它们的抗拉强度和延伸率足够接近。 碳钢铸件力学性能的比较,可参考材料规范ASTM A536球墨铸铁和ASTM A27碳钢。
铸钢件的淬火
淬火是将铸钢件加热到Ac3或者Ac1以上的温度,保温一段时间以后急速冷却,获得完全马氏体组织的热处理工艺。铸钢件以后应当及时进行回火处理,以消除淬火应力以及获得所需要的综合力学性能。
(1)淬火温度
亚共析钢的淬火加热温度为Ac3以上30℃-50℃;共析钢、过共析钢的淬火加热温度为Ac1以上30℃-50℃。亚共析碳钢在上述淬火温度加热,是为了获得晶粒细小的奥氏体,淬火后可以获得细小的马氏体组织。共析钢和过共析钢在淬火加热之前已经球化退火了,所以加热到Ac1以上30℃-50℃不完全奥氏体化后,其组织为奥氏体和部分未溶解的细粒状渗碳体颗粒。淬火后,奥氏体转变为马氏体,未溶解渗碳体颗粒被保留下来。由于渗碳体硬度高,因此它不但不会降低钢的硬度,而且还可以提高它的性。过共析钢的正常淬火组织为细小片状的马氏体的基体上均匀分布着细小颗粒状渗碳体以及少量残余奥氏体。这种组织具有较高的强度和性,同时又具有一定的韧性。
(2)淬火热处理工艺的冷却介质
淬火的目的是得到完全的马氏体,所以,铸钢件在淬火使的冷却速度必须大于铸钢的临界冷却速度,否则不能得到马氏体组织以及相应的性能。但是,冷却速度过高则会容易导致铸件变形或者开裂。为了同时满足上述要求,应该根据铸件的材质选用适当的冷却介质,或者采用分级冷却的方法。在650℃-400℃的温度区间,钢的过冷奥氏体等温转变速率,因此铸件淬火的时候应该保证在此温度区间内冷却。在Ms点以下则适宜冷却速度慢一些,以防止变形或开裂。淬火介质通常采用水、水溶液或油。在分级淬火或者等温淬火的时候,常用的介质包括热油、熔融金属、熔盐或熔碱等。
碳钢铸件的热处理
碳钢铸件的热处理
碳钢铸件通常采用的热处理方式有:退火、正火或者正火+回火。经过正火处理的铸钢,其力学性能比退火状态的铸钢稍微高一些。由于组织转变时的过冷度比较大,硬度也会高一些,而且,其切削性能也比较好。
对于含碳量高,并且形状复杂的碳钢铸件,为了消除残留应力和改善韧性,可以在正火后进行回火处理。回火温度一般以550℃ - 650℃为宜,然后在空气中冷却。
当含碳量高于0.35%的时候,铸造碳钢件也可以采用调质(淬火+高温回火)处理。小型的碳钢铸件可以有铸态直接进行调质处理;大型或者形状复杂的碳钢铸件则应该在正火后再进行调质处理。
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