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
非标合金钢铸造件厂家
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。
铸钢件的渗氮
渗氮是指将氮原子渗入铸件表面的热处理工艺。渗氮一般在Ac1温度以下进行,其主要目的是提高铸件表面的硬度、性、强度、抗咬合性以及抗大气腐蚀性能。铸钢件的渗氮一般在480℃ - 580℃进行。含有铝、铬、钛、钼和钨的低合金钢、不锈钢和热模工具钢等铸件都适合渗氮处理。
为了保证铸件芯部具有必要的力学性能和金相组织,并减少渗氮后产生的变形,需进行渗氮前的预处理。对于结构钢,渗氮前需要采用调质处理,以便得到均匀细小的回火索氏体组织;对于渗氮处理的时候容易畸变的铸件,调质后还需要进行去应力退火处理;对于不锈钢和耐热钢铸件,一般可以进行调质处理,以便改善组织和提高强度;对于奥氏体不锈钢,可以采用固溶热处理。
中、低合金铸钢件的热处理
中、低合金钢是合金元素(主要是指硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等化学元素)含量小于8%的合金钢。中、低合金钢铸件具有较好的淬透性,经过适当的热处理以后可以获得良好的综合力学性能。
中低合金钢铸件的热处理的特点:
1. 中低合金钢铸件大多数用于汽车、拖拉机、火车、工程机械、液压系统等机械工业。这些行业要求铸件具有良好的强度和韧性。对于要求抗拉强度小于650 MPa的的铸件,一般采用正火 + 回火热处理;对于要求抗拉强度大于650 MPa的中低合金铸钢件,则采用淬火 + 高温回火热处理。调质处理后铸钢件的金相组织是回火索氏体,从而得到更高的强度和良好的韧性。但是,当铸件的形状及尺寸不适宜淬火的时候,则应该采用正火 + 回火代替调质处理。
2. 中低合金铸钢件在调质处理以前好进行一次正火或者正火 + 回火预处理。这样,可以使铸钢件晶粒细化、组织均匀,从而增强终调质处理的效果,也有利于避免铸件内部的铸造应力的不良影响。
3. 中低合金铸钢件在淬火处理以后要尽可能得到马氏体组织。为达到此目的,应该根据铸钢的牌号、淬透性和铸件壁厚、形状等因素来选择淬火温度和冷却介质。
4. 为了调整铸钢的淬火组织、消除淬火应力,中低合金铸钢件在淬火后应立即进行回火。
5. 在不降低铸钢件的强度的前提下,中碳低合金高强度铸钢件可以进行韧化处理。韧化处理可以改善铸钢件的塑性和韧性。
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