铸钢件的正火热处理
正火是—种改善钢材韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度以上30-50℃后,保温一段时间出炉空冷。主要特点是冷却速度快于退火而淬火,正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化,不但可得到满意的强度,而且可以明显提高韧性(AKV值),降低构件的开裂倾向。—些低合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正火处理后,材料的综合力学性能可以大大改善,而且也改善了切削性能
潍坊合金钢铸造件工厂
铸钢件的正火热处理
正火是—种改善钢材韧性的热处理。将钢构件加热到Ac3温度以上30-50℃后,保温一段时间出炉空冷。主要特点是冷却速度快于退火而淬火,正火时可在稍快的冷却中使钢材的结晶晶粒细化,不但可得到满意的强度,而且可以明显提高韧性(AKV值),降低构件的开裂倾向。—些低合金热轧钢板、低合金钢锻件与铸造件经正火处理后,材料的综合力学性能可以大大改善,而且也改善了切削性能。
正火,又称常化,是将工件加热至Ac3(Ac是指加热时自由铁素体全部转变为奥氏体的终了温度,一般是从727℃到912℃之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线 )以上30~50℃,保温一段时间后,从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。其目的是在于使晶粒细化和碳化物分布均匀化。正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快,因而正火组织要比退火组织更细一些,其机械性能也有所提高。另外,正火炉外冷却不占用设备,生产率较高,因此生产中尽可能采用正火来代替退火。对于形状复杂的重要锻件,在正火后还需进行高温回火(550-650℃)高温回火的目的在于消除正火冷却时产生的应力,提高韧性和塑性。
正火的主要应用范围有:
①用于低碳钢,正火后硬度略高于退火,韧性也较好,可作为切削加工的预处理。
②用于中碳钢,可代替调质处理(淬火+高温回火)作为热处理,也可作为用感应加热方法进行表面淬火前的预备处理。
③用于工具钢、轴承钢、渗碳钢等,可以消降或抑制网状碳化物的形成,从而得到球化退火所需的良好组织。
④用于铸钢件,可以细化铸态组织,改善切削加工性能。
⑤用于大型锻件,可作为热处理,从而避免淬火时较大的开裂倾向。
⑥用于球墨铸铁,使硬度、强度、性得到提高,如用于制造汽车、拖拉机、柴油机的曲轴、连杆等重要零件。
⑦过共析钢球化退火前进行一次正火,可消除网状二次渗碳体,以保证球化退火时渗碳体全部球粒化。
铸钢件的固溶和沉淀硬化处理
固溶处理
固溶处理的主要目的是使碳化物或者其他析出相溶解于固溶体中,获得过饱和的单相组织。奥氏体不锈钢钢、奥氏体锰钢以及沉淀硬化不锈钢的铸件一般都应该经过固溶处理。固溶温度的选择取决于铸钢的化学成分和相图。奥氏体锰钢铸件的温度一般为1000℃-1100℃;奥氏体铬镍不锈钢铸件的温度一般为1000℃-1250℃。
铸钢中含碳量越高,难溶合金元素越多,则其固溶温度应该越高。含铜的沉淀硬化铸钢件,由于铸态有硬质富铜相在冷却过程中沉淀,致使铸钢件硬度升高。为了软化组织、改善加工性能,铸钢件需经固溶处理。其固溶温度为900℃-950℃。
沉淀硬化处理
沉淀硬化处理是在回火温度范围内进行的弥散强化处理,也称为人工时效。沉淀硬化处理的实质是,在较高的温度下,自过饱和固溶体中析出碳化物、氮化物、金属间化合物以及其他不稳定的中间相,并弥散分布于基体中,因而使铸钢的综合力学性能和硬度提高。
时效处理的温度直接影响铸钢件的终性能。如果时效温度过低,沉淀硬化相析出缓慢;如果时效温度过高,则因为析出相的聚集长大引起过时效,而得不到佳的性能。所以,铸造厂应该根据铸钢件的铸钢牌号和规定的性能选用合适的时效温度。奥氏体耐热铸钢的时效温度一般为550℃-850℃;高强度沉淀硬化铸钢的时效温度一般为500℃。
热处理对铸钢件性能的影响
热处理对铸钢件性能的影响
铸钢件的性能除了取决于化学成分、铸造工艺以外,还可以借助不同的热处理方式使其具有优良的综合力学性能。热处理工艺的总的目的是提高铸件质量、减轻铸件重量、延长使用寿命和降低成本。热处理是提高铸件的力学性能的重要手段;铸件的力学性能则是判断热处理效果的重要指标。除了下面几个性能以外,铸造厂在对铸钢件进行热处理的时候,还必须考虑到加工程序、切削性能和铸件的使用要求等因素。
1)热处理对铸件强度的影响
在铸钢成分相同的条件下,经过不同热处理工艺后的铸钢件的强度均有提高的趋势。一般来讲,碳钢铸件和低合金钢铸件在经过热处理以后,它们的抗拉强度可以达到414Mpa-1724MPa。
2)热处理对铸钢件塑性的影响
铸钢件的铸态组织粗大、塑性偏低。经过热处理以后,它的组织细化、塑性也会相应提高。尤其是在调质处理(淬火+高温回火)以后的铸钢件的塑性会得到明显的改善。
3)铸钢件的韧性
铸钢件的韧性指标常常以冲击试验进行评定。由于铸钢件的强度和韧性是一对矛盾的指标,因此,铸造厂必须进行综合考虑来选定合适的热处理工艺,以便达到客户所要求的综合的力学性能。
4)热处理对铸件硬度的影响
在铸钢的淬透性相同的时候,热处理以后的铸钢件的硬度可以大概反映出铸钢件的强度。因此,硬度可以作为估计铸钢热处理以后性能的直观指标。一般来讲,碳钢铸件在经过热处理以后的硬度可以达到120HBW-280HBW.
奥氏体耐热铸钢及其热处理
奥氏体耐热铸钢及其热处理
奥氏体耐热铸钢含有较多的镍、锰、氮等奥氏体形成元素,在 600℃以上时,有较好的高温强度和组织稳定性,焊接性能良好。通常用作在 600℃以上工作的热强材料。典型牌号有 1Cr18Ni9Ti(321), 1Cr23Ni13(309), 0Cr25Ni20 (310S),1Cr25Ni20Si2(314),2Cr20Mn9Ni2Si2N, 4Cr14Ni14W2Mo等。
奥氏体钢可以采用高温固溶热处理,以获得良好的冷变形性。奥氏体热强钢则先用高温固溶处理,然后在高于使用温度60~100℃条件下进行时效处理,使组织稳定化,同时析出第二相,以强化基体。
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