具體材料的熱處理

2022-05-31 16:57:02 字數 4269 閱讀 7222

一、45 鋼調質:

1. 正常情況下加熱溫度在 810~840℃之間:

只要充分奧氏體化,加熱溫度越低越好。當然,由於離水池較遠而在出爐前適當提高保溫溫度,以彌補距離導致的降溫不在此列。

2. 冷卻中應注意的問題:

熱處理生產中最重要的一環就是冷卻,很多熱處理缺陷都產生在冷卻中。如:開裂、硬度不足、變形超差、區域性有軟點等等。

⑴出爐時不要慌忙,有時為怕不能淬硬而手忙腳亂。只要不低於ar3,是不會析出鐵素體而影響表面硬度的。

⑵水溫在冷卻中相當重要,要嚴格控制水溫不要超過 30℃,若超過 30℃,析出鐵素體將是不可避免的,任你此後將工件冷透,硬度很難高於 300hb。因此要嚴格控制水溫不要超過 30℃。

⑶工件入水後要不停的在水中移動,以快速破裂蒸汽膜而提高 500℃以上的冷卻速度,從而避免析出鐵素體或珠光體,進而影響工件最終硬度。

⑷為避免複雜工件開裂,溫度低於 300℃以下可以出水空冷一會再水冷,當工件溫度不超過 150℃出水回火。

3. 嚴格按 45 鋼的回火溫度回火:

一般取中偏下的回火溫度,按 hrc=62-t×t/9000 進行計算,並結合每台爐子自身溫差及淬火情況進行適當調整。

4. 其它注意事項:

⑴對於小件,特別是 30mm 以下的工件,要注意淬裂的問題。45 鋼仍然可能開裂,在硬度要求不太高時,可以選擇油淬。

⑵除嚴格按規定的溫度回火外,應根據實際淬火情況調整回火引數。

⑶對於批量較大且要求硬度較高的小件,要特別注意在水中的攪動問題,以增加冷卻能力。否則,返工不可避免。

⑷選擇合適的電爐,確保加熱時間不可過長,長時間加熱並不利於提高工件硬度。

二、合金結構鋼調質:

1. 合金結構鋼調質:

可以參照上面的要求。應注意的是:由於加入合金元素,c 曲線不同程度右移,甚

至改變了形狀;提高了珠光體的穩定性,提高了鋼的淬透性和淬硬性,淬裂傾向增加。因此,對相同含碳量來說,各臨界點有所公升高,加熱溫度要略高一些,保溫時間要適當延長,便於合金碳化物的分解;淬火冷卻時要適當縮短水冷時間,增加空冷時間,從而避免開裂。

由於鋼中新增了合金元素,提高了鋼的抗回火穩定性能,相同含碳量合金鋼的回火溫度比碳鋼高。

2. 回火硬度計算公式:

回火硬度計算公式是經過大量試驗資料,進行回歸計算的結果,使用中不能無限擴充套件,比如:40cr 的公式hrc=75-3t/40,不能理解為淬火後不回火的硬度為 75hrc。在淬火時要保證工件淬火質量,回火時間充分。

注:正常加熱淬火按公式計算回火溫度,並根據各爐況進行適當調整。

三、鋁合金gk-aisi10mg固溶+人工時效:

1. 化學成份及力學效能:

si:9.0~11.0%, fe:<0.6%, cu:<0.1%, mn:<0.6%, mg:0.15~0.40%

ni:<0.05%, zn:<0.01%,ti:<0.2%, 餘量 al。

力學效能:σb≥240mpa,σs≥190mpa,δ5≥1.5%,hb≥80。

熱處理狀態:固溶處理+人工時效。

gk-aisi10mg是公司八十年代成套引進德國的索道技術,該材料與國內的zl-104 基本接近(zl-104 的si要少 1%),是ai—si—mg合金中強度最高的材料。

2. 熱處理原理:

gk-aisi10mg鑄造鋁合金屬於ai—si—mg合金,是在ai—si二元合金中加入mg,形成強化相mg2si,能顯著提高合金的時效強化能力,改善合金的力學效能。因此,ai—si—mg合金在航空工業、軍事工業、機械工業等領域應用十分廣泛。

⑴在ai—si—mg三元系中,mg2si為穩定化合物,與鋁構成偽二元系,使ai—si—mg

系分成 「α+mg2si+si」 及 「α+ mg2si+mg5al8」 兩個三元共晶系,三元共晶溫度分別為558℃和 448℃。其平衡組織為α+共晶體(α+ si )+mg2si相。在實際結晶條件下,合金中可出現α+mg2si+si三元共晶體及與雜質鐵等構成多元複雜共晶體,還存在雜質相α(fe3sial12)、β(fe2si2al9)及al8femg3si6。

由於mg2si在沉澱過程中,具有明顯的時效硬化作用。因此,gk-aisi10mg在固溶+人工時效狀態下使用。

⑵gk-aisi10mg在固溶加熱過程中,將發生mg2si相的溶解,在固溶溫度下處於(α+ si)兩相區。為防止低熔點共晶體在加熱時溶化(即過燒),固溶溫度應低於三元共晶(α+mg2si+si)溫度,一般為 535±5℃。固溶熱處理後的組織為過飽和的α固溶體,此時, 強度較低,塑性較好。

⑶在時效過程中,過飽和α固溶體的沉澱順序為α→g·p區(過飽和固溶體分解開始時

是溶質元素擴散、偏聚,形成無數溶質元素富集的亞顯微區域)→β'相→β相(mg2si)。

150℃以下沉澱產物以g·p區為主;150~225℃為g·p區+β'相,此時強化效應最大;

250℃以上形成平衡相mg2si。人工時效溫度越高,為達到相同效能所需的時間越短。時

效後由於強化相mg2si的沉澱形成,強度、硬度提高,塑性降低。

3. 操作注意要點:

⑴嚴格檢查回火桶及熱電偶的位置,加熱溫度需嚴格控制,低幾度加熱不足,高幾度過熱甚至過燒。因此,特別要注意檢查熱電偶的位置,稍有變化將可能導致產品報廢。固溶處理和時效處理都必須啟動迴圈風扇,使爐內溫度均勻。

⑵固溶處理時盡可能縮短轉移時間,按標準要求轉移時間不得大於 6 秒,因此要注意轉移時間,特別是要注意試樣的轉移時間。

⑶因過飽和固溶體有乙個穩定陳化的效應,一般在固溶處理後要及時時效,否則,達不到熱處理的目的。

⑷嚴格裝爐規定,防止裝爐不當而發生變形。固溶處理後發現變形可以適當加壓進行校正,一旦時效後發現變形只有重新固溶處理。

四、模具熱處理:

1.退火:

模具加工前都需要進行退火處理,以降低硬度和減少鍛造應力,並為最終熱處理作組織準備。因此,模具的退火相當重要,特別是對熱處理工序尤為重要。退火必須嚴格按規定的工藝規範執行,否則達不到退火的目的,也為最終熱處理埋下隱患。

退火原理:將鋼加熱到 ac3(亞共析鋼)ac1(過共析鋼)以上某一溫度,使鋼奧氏體化或部份奧氏體化,然後緩慢降溫至 ar1 附近等溫分解,使奧氏體中的滲碳體球化,而得到球狀珠光體。模具的退火工藝見表。

模具退火操作要點:

⑴嚴格按表中加熱溫度和等溫溫度選擇加熱引數。等溫溫度越高,最終硬度越低。

⑵大件的公升溫速度應控制在 100℃/h 以下,對於合金鋼模具應在 650℃左右等溫。

⑶各段降溫速度不要超過 80℃/h。

⑷碳素工具鋼 550℃以下出爐空冷,合金鋼 500℃以下出爐空冷。禁止風冷或水冷。

2. 模具的淬火及回火:

⑴嚴格按規定溫度加熱保溫。小件盡可能到溫裝爐,大件或裝爐量較大時,應適當等溫。

⑵合理選擇冷卻介質,該水淬油冷的一定要水淬油冷。

⑶充分冷卻,一般情況下都要冷卻到馬氏體轉變點以下 100℃左右。

常用模具鋼退火、淬火規範

3. 5crmnmo 淬火要點:

⑴中型 5crmnmo 模具熱處理注意要點:

1)650℃保溫按 0.6min/mm 計算保溫時間,830℃保溫按 0.8~1.

0min/mm 計算保溫時間,工作面向上。淬火前預冷到 760℃時油冷,並嚴格控制出油溫度在 200℃以上,淬火後應放入 200℃以上的爐內均熱,熱透後再公升溫回火。

2)淬火結束後應立即高溫回火,在 200℃以上出油緩冷,有助於減少熱應力。

⑵大型 5crmnmo 模具熱處理注意要點:

1)大型模具在 350~500℃、600~800℃時工件表面和心部存在最大溫差,差值在 300~

400℃,因此 450℃、650℃保溫對減少熱應力有好處,所有保溫時間按上面要求計算。

2)理論上加熱溫度應取上限,以保證偏析區也能得到正常組織,450℃並保持一定時間,以進一步減少模具的藍脆溫度範圍(250~350℃)的溫差,450℃以下公升溫速度 30~70

℃/h,450~650℃公升溫速度 80~120℃/h,650℃以後可自由公升溫。油冷時間 12--15s/mm。

3)回火入爐溫度在 200℃,且在 400℃保溫一定時間,公升溫速度 30~100℃/h;回火溫度保溫時間每 100mm 不少於 4 小時。

五、鑄鋼件、薄壁件

鑄鋼件、薄壁件等的淬火或調質是生產中經常遇到的工件。其熱處理質量的高低,將嚴重影響車間、公司的產品質量水平,特別是特種裝置的質量水平;也同時直接影響職工的收入。因此,它們的淬火質量極其重要。

1. 鑄鋼件熱處理:

⑴鑄件質量:受廢鋼質量的影響、爐料的正常波動、冶煉技術、公司產品生產特點的限制,鑄鋼質量本身在一定波動。其波動對熱處理質量的影響主要體現在以下兩個方面:

①成份的波動:成份波動將直接影響熱處理淬火工藝引數的選擇。如:

加熱溫度、冷卻介質、回火溫度及回火時間等等。有時我們按正常工藝淬火(把規定的熱處理工藝真正做到位的時候)卻出現裂紋或硬度偏高等,就是成份波動的影響。

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