铸钢件的热处理
铸钢件的热处理是根据Fe-Fe3C相图来控制铸钢件的显微组织以达到要求的性能。热处理是铸钢件生产中的重要工序之一。热处理的质量和效果直接关系到铸钢件的终性能。
铸钢件的铸态组织取决于化学成分和凝固过程。一般有比较严重的枝晶偏析,组织很不均匀,晶粒粗大。因此,铸钢件一般需要进行热处理,以消除或减少上述问题的影响,以提高铸钢件的力学性能。另外,由于铸钢件
高密合金钢铸件
铸钢件的热处理
铸钢件的热处理是根据Fe-Fe3C相图来控制铸钢件的显微组织以达到要求的性能。热处理是铸钢件生产中的重要工序之一。热处理的质量和效果直接关系到铸钢件的终性能。
铸钢件的铸态组织取决于化学成分和凝固过程。一般有比较严重的枝晶偏析,组织很不均匀,晶粒粗大。因此,铸钢件一般需要进行热处理,以消除或减少上述问题的影响,以提高铸钢件的力学性能。另外,由于铸钢件的组织结构和壁厚不同,同一铸件的各个部位组织形式不同,产生相当大的残余内应力。因此,铸钢件(特别是合金钢铸件)一般应以热处理状态交货。
铸钢件的热处理方法
根据加热方式、保温时间和冷却条件的不同,铸钢件的热处理方法主要有退火、正火、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、去应力处理和除氢处理等。
铸钢件热处理的三个阶段
铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产量和节约成本为目的。
1) 加热
加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。
(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求。
(2) 加热速度。对于一般铸钢件,可以不限制加热速度,用炉子的功率加热。采用热炉装料可大大缩短加热时间和生产周期。事实上,在加热的情况下,铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低,能耗增加,铸件表面氧化脱碳严重。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件,应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热(600℃以下)或保持中低温,然后在高温地区采用加热。
2) 保温
铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件(约20℃)。对于共析钢铸件,应保证碳化物能迅速结合到奥氏体中,并保证奥氏体能保持细小晶粒。
铸钢件的保温时间应考虑两个因素:一是使铸件表面和型芯的温度均匀,二是保证组织的均匀性。因此,保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说,合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间,应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。
3) 冷却
钢铸件保温后可采用不同速度冷却,以完成金相转变,获得所需的金相组织,达到规定的性能指标。一般来说,提高冷却速度有助于获得良好的组织和细化晶粒,从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快,则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。
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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