文档介绍：第四节铸钢件热处理
1 引言
(1) 铸钢件生产流程
造型与熔炼-浇铸成型-退火或正火-粗加工-淬火回火-
精加工
通常在铸造车间要完成铸钢件的退火或正火。
(2) 按GB5615-85热处理状态名称代号的规定:
Z-表示铸态、T-表示退火态、Q-去应力退火态、J-均
匀退火态、W-稳定化退火态、Zh-正火态、 C-淬火
态、H-回火态、Ch-沉淀硬化态、G-固溶热处理态
(3)热处理几个概念:
定义钢的热处理工艺是指根据钢在加热和冷却过程中的组织转
变规律制定的钢在热处理时的具体加热、保温和冷却的工艺参数。
分类: 根据加热、冷却方式及获得组织和性能的不同,钢的热
处理工艺可分为:
1 ) 普通热处理(退火、正火、淬火和回火)
2 ) 表面热处理(表面淬火和化学热处理等)
3 )特殊热处理(形变热处理、磁场热处理等)。
根据热处理在零件生产工艺流程中的位置和作用,热处理又可分
为:
1) 预备热处理,主要是退火、正火等。
2) 最终热处理,主要是淬火、回火等。
钢的退火和正火
退火: 将组织偏离平衡状态的钢加热到适当的温度,
保温一定时间,然缓慢冷却,以获得接近平衡状态组
织的热处理工艺称为退火。
目的:消除粗大的柱状晶和等轴晶,细化晶粒,
降低硬度,改善切削加工性能,均匀组织。
分类:钢的退火工艺种类很多,根据加热温度可分为
两大类:
1 相变重结晶退火,包括完全退火、不完全退火、
球化退火和扩散退火。
2 在临界温度以下的退火,包括再结晶退火及去应
力退火等。
正火可以看作是退火的一种特殊形式,冷却方式
为空冷。
一、完全退火
1、定义完全退火是将钢加热到Ac3温度以上30-50 ℃,保温足够的时间,使组
织完全奥氏体化后,随炉缓慢冷却,以获得接近平衡组织的热处理工艺。
2、目的是为了细化晶粒、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、降低硬度、改善
切削加工性能和冷塑性变形性能。
组织发生重结晶,使晶粒细化,组织均匀,魏氏组织及带状组织得以消除。
对于锻、轧件,完全退火安排在工件热锻、热轧之后,切削加工之前进行:对于
焊接件或铸纲件,一般安排在焊接、浇注后(或扩散退火后)进行。
3 加热温度和时间温度一般在Ac3以上20-30℃。退火保温时间不仅取
决于工件透烧(即工件心部达到所要求的温度)所需要的时间,而且还取决
于组织转变所需要的时间。完全退火保温时间与钢材的化学成分、工件
的形状和尺寸、加热设备类型、装炉量以及装炉方式等因素有关。通常
加热时间以工件的有效厚度来计算。
4 冷却方式炉冷,碳钢<200 ℃/h,低合金钢<100 ℃/h,高合金钢<
50 ℃/h。出炉温度<600 ℃。
5 组织片状珠光体
碳钢铸件的退火工艺和退火后的硬度
含碳量退火温度保温冷却方式硬度(HBS)
铸件厚度时间/h
/mm
- 910-880 < 1 炉冷至 115-143
30 ℃后出
620
- 880-850 炉空冷 1333-156
- 850-820 > 每增加 143-178
30 增加
30mm
- 820-800 1h 156-217
- 800-780 187-230
二、不完全退火
1 定义不完全退火是将钢加热至Ac1-Ac3(亚共
析钢)或Ac1-Accm(过共析钢)之间,保温后缓
慢冷却,冷却速度<50℃/h,低于500 ℃出炉
空冷。以获得接近平衡组织的热处理工艺。
2 奥氏体化特点由于加热到两相区温度,组
织没有完全奥氏体化,仅使珠光体发生相变重
结晶转变为奥氏体,因此基本上不改变先共析
铁索体或渗碳体的形态及分布。
3 应用过共析钢淬火前的预处理,亚共析钢用
的少。
四球化退火
1 定义球化退火是使钢中的碳化物球化,获得粒状珠光体的一种
热处理工艺。它实际上是不完全退火的一种。
2 应用球化退火主要应用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。
其目的是为了降低硬度、改善切削加工性能,以及获得均匀的组
织、改善热处理工艺性能,为以后的淬火作组织准备。
3 工艺球化退火的加热温度不宜过高,一般在Acl温度以上20-
30℃,采用随炉加热。保温时间也不能太长,一般2-4h。冷却方
式通常采用炉冷,或在Ar1以下20℃左右进行较长时间的等温处理。
球