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
砂铸合金钢铸件
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。
铸钢件正火热处理的目的
正火是将钢加热到Ac3(亚共析钢)和Acm(过共析钢)以上30℃-50℃,经过一段时间的保温后,在空气中或者强制流通的空气中冷却到室温的热处理方法。正火比退火冷却速度快,因而正火组织比退火组织细,强度和硬度也比退火组织高。由于正火的生产周期短、设备利用率高,因此正火广泛应用于各类铸钢件中。
正火的目的分为以下三类:
(1)正火作为终热处理
对于强度要求不高的金属铸件,正火可以作为终热处理。正火可以细化晶粒,是组织均匀化,减少亚共析钢中铁素体含量,使珠光体含量增多并细化,从而提高钢的强度、硬度和韧性。
(2)正火作为预先热处理
断面较大的铸钢件,在淬火或调质处理(淬火加高温回火)前进行正火,可以消除魏氏组织和带状组织,并获得细小而均匀的组织。对于含碳量大于0.77%的碳钢和合金工具钢中存在的网状渗碳体,正火可以减少二次渗碳体含量,并使其不形成连续网状,为球化退火做组织准备。
(3)改善切削加工性能
正火可以改善低碳钢的切削加工性能。低碳钢铸件在退火后硬度过低,在切削加工的时候容易粘刀,从而造成表面粗糙度过大。通过正火热处理,低碳钢铸件的硬度可以提高到140HBW-190HBW,接近于佳切削硬度,从而改善切削加工性能。
铸钢件
铸钢是指具有良好性的铸钢。按化学成分分为非合金、低合金和合金铸钢。钢种类繁多,大体上可分为高锰钢,中、低合金钢,铬钼硅锰钢,耐气蚀钢,蚀钢以及特殊钢等。一些通用的合金钢如不锈钢、轴承钢、合金工具钢及合金结构钢等也都在特定的条件下作为钢使用。
中、低合金钢这类钢中通常所含的化学元素有硅、锰、铬、钼、钒、钨、镍、钛、硼、铜、稀土等。美国很多大中型球磨机的衬板都用铬钼硅锰或铬钼钢制造。而美国的大多数磨球都用中、高碳的铬钼钢制造。在较高温度(例如200~500℃)的磨料磨损条件下工作的工件或由于摩擦热使表面经受较高温度的工件,可采用铬钼钒、铬钼钒镍或铬钼钒钨等合金钢。
磨损是物体工作表面材料在相对运动中不断破坏或损失的现象。按磨损机制划分,磨损可分为磨料磨损、粘着磨损、腐蚀磨损、冲蚀磨损、接触疲劳磨损、冲击磨损、微动磨损等几大类。在工业领域中磨料磨损和粘着磨损在工件磨损失效中占有比例,而冲蚀、腐蚀、疲劳、微动等磨损失效方式由于往往产生在一些重要构件的运行中,故日益受到重视。在工况条件下,往往是几种磨损形式同时或先后出现,磨损失效交互作用呈现较复杂的形式。确定工件磨损失效的类型是合理选用或研制钢的依据。
另外,零、部件的磨损是一个系统工程问题,影响磨损的因素很多,它包括工作条件(载荷、速度、运动方式)、润滑条件、环境因素(湿度、温度、周围介质等)、材料因素(成分、组织、力学性能)、零件表面质量及物理化学特性等。其中每个因素的改变都可能使磨损量改变,甚至使磨损机制改变。由此可见,材料因素只是影响工件磨损的因素之一,要提高钢件的性需要从特定条件下的摩擦、磨损系统整体着手才会取得预期的效果。
耐热铸钢件
耐热钢铸件是以耐热合金钢为原材料铸造成的零件。在高温条件下,具有性和足够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢按其性能可分为钢和热强钢两类。钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的性能并具有较高的高温强度的钢。在化学成分相同的情况下,铸态比轧态具有较高的热强性。铸造耐热钢零件在耐热钢领域中占有较大的比重。某些高合金耐热钢难以加工变形,生产铸件不仅比轧材合算,而且铸件还有较高的持久强度。所以在耐热钢中耐热铸钢占有相当大的比例。
铸造方法除采用砂型铸造外,还可用精密铸造工艺以获得表面光滑、尺寸的产品。对合成氨和乙烯裂解用的高温炉管往往采用离心铸造的方法。按照正火状态下的金相组织,耐热铸钢可以分为四大类:珠光体耐热钢,马氏体耐热钢,铁素体耐热钢以及奥氏体耐热钢等。
耐热钢常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械