熱處理參數(shù)確定調(diào)質(zhì)

1、部份材料熱處理方法一、45鋼調(diào)質(zhì)：1 .正常情況下加熱溫度在 810840c之間：只要充分奧氏體化，加熱溫度越低越好。2 .冷卻中應(yīng)注意的問題：熱處理生產(chǎn)中最重要的一環(huán)就是冷卻，很多熱處理缺陷都產(chǎn)生在冷卻中。如：開裂、硬度不足、變形超差、局部有軟點等等。出爐時不要慌忙，有時為怕不能淬硬而手忙腳亂。只要不低于Ar3,是不會析出鐵素體 而影響表面硬度的。水溫在冷卻中相當(dāng)重要，要嚴(yán)格控制水溫不要超過30 C,若超過30 C,析出鐵素體將是不可避免的，任你此后將工件冷透，硬度很難高于 300HB。因此要嚴(yán)格控制水溫不要超過 30 Co工件入水后要不停的在水中移動，以快速破裂蒸汽膜而提高500 c以上的

2、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。為避免復(fù)雜工件開裂，溫度低于300 c以下可以出水空冷一會再水冷，當(dāng)工件溫度不超過150 c出水回火,3 .嚴(yán)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-TX T/9000進行計算，并結(jié)合每臺爐子自身溫差及淬火情況進行 適當(dāng)調(diào)整。4 .其它注意事項：對于小件，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。除嚴(yán)格按規(guī)定的溫度回火外，應(yīng)根據(jù)實際淬火情況調(diào)整回火參數(shù)。對于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。

3、選擇合適的電爐，確保加熱時間不可過長，長時間加熱并不利于提高工件硬度。二、合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)：1 .合金結(jié)構(gòu)鋼調(diào)質(zhì)：可以參照上面的要求。應(yīng)注意的是：由于加入合金元素，C曲線不同程度右移，甚至改變了形狀；提高了珠光體的穩(wěn)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，各臨界點有所升高，加熱溫度要略高一些，保溫時間要適當(dāng)延長，便于合金碳化物的分解；淬火冷卻時 要適當(dāng)縮短水冷時間，增加空冷時間，從而避免開裂。由于鋼中添加了合金元素，提高了鋼的抗回火穩(wěn)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(jīng)過大量試驗數(shù)據(jù)，進行回歸計算的結(jié)果，使用中不能

4、無限擴展，比如：40Cr的公式HRC=75-3T/4Q不能理解為淬火后不回火的硬度為 75HRG在淬火時要保證工件淬火質(zhì)量，回火時間充分。常用材料淬火加熱溫度及回火硬度計算公式材料加熱溫度C硬度計算公式材料 加熱溫度C 硬度計算公式45 820 840 HRC=62-T2 /9000 60Si2Mn 850880 HRC=68-T2 /1125035 850 870 65Mn 790820 HRC=74-3T/4040Cr 830 850 HRC=75-3T/40 T8 780810 HRC=78-T/8035CrMo 840 860同 40Cr T10 78081042CrMo 820 84

5、0T12 770800 HRC=72.5-T/16GCr15 830 850 HB=733-2T/3 5CrMnMo 830860 HRC=69-3T/509SiCr 860880 20CrMnMo 860890注：正常加熱淬火按公式計算回火溫度，并根據(jù)各爐況進行適當(dāng)調(diào)整。三、鋁合金GK-AiSi10Mg固溶+人工時效：1 .化學(xué)成份及力學(xué)性能：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%,余量 Al。力學(xué)性

6、能：（T b>240MPa（rS>190MPa 5 5> 1.5%, HE>80。熱處理狀態(tài)：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(shù)，該材料與國內(nèi)的ZL-104基本接近（ZL-104的Si要少1%）,是AiSi-M價金中強度最高的材料。2 .熱處理原理：GK-AiSi10Mg鑄造鋁合金屬于AiSi M價金，是在AiSi二元合金中加入Mg形成弓®化相Mg2Si,能顯 著提高合金的時效強化能力，改善合金的力學(xué)性能。因此，AiSiM價金在航空工業(yè)、軍事工業(yè)、機械工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。在AiSiMgE元系中，Mg2Si為穩(wěn)定化

7、合物，與鋁構(gòu)成偽二元系，使 Ai-Si-Mg系分成 “a +Mg2Si+Si”及“ a + Mg2Si+Mg5Al8 兩個三元共品系，三元共晶溫度分別為 558c和448 c。 其平衡組織為a +共晶體（a + Si ） +Mg2s相。在實際結(jié)晶條件下，合金中可出現(xiàn)a +Mg2Si+Si三元共晶體及與 雜質(zhì)鐵等構(gòu)成多元復(fù)雜共晶體，還存在雜質(zhì)相a （ Fe3SiAl12）、B （ Fe2Si2A19 ）及Al8FeMg3Si6。由于Mg2s在 沉淀過程中，具有明顯的時效硬化作用。因此， GK-AiSi10Mg固溶+人工時效狀態(tài)下使用。GK-AiSi10Mg固溶加熱過程中，將發(fā)生 Mg2s相的溶解

8、，在固溶溫度下處于（a + Si ）兩相區(qū)。為防止 低熔點共晶體在加熱時溶化（即過燒），固溶溫度應(yīng)低于三元共晶（a +Mg2Si+Si）溫度，一般為535 ±5C0固 溶熱處理后的組織為過飽和的a固溶體，此時，強度較低，塑性較好。在時效過程中，過飽和a固溶體的沉淀順序為a-G?M （過飽和固溶體分解開始時是溶質(zhì)元素擴散、偏聚,形成無數(shù)溶質(zhì)元素富集的亞顯微區(qū)域）-曠 相-B相（Mg2SD。150c以下沉淀產(chǎn)物以G?M為主；150225c為G?FE +曠 相，此時強化效應(yīng)最大；250c以上形成平衡相Mg2Si。人工時效溫度越高，為達到相同性能 所需的時間越短。時效后由于強化相 Mg2Si

9、的沉淀形成，強度、硬度提高，塑性降低。3 .操作注意要點：嚴(yán)格檢查回火桶及熱電偶的位置，加熱溫度需嚴(yán)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(dǎo)致產(chǎn)品報廢。固溶處理和時效處理都必須啟動循環(huán)風(fēng)扇，使?fàn)t 內(nèi)溫度均勻。固溶處理時盡可能縮短轉(zhuǎn)移時間，按標(biāo)準(zhǔn)要求轉(zhuǎn)移時間不得大于6秒，因此要注意轉(zhuǎn)移時間，特別是要注意試樣的轉(zhuǎn)移時間。因過飽和固溶體有一個穩(wěn)定陳化的效應(yīng)，一般在固溶處理后要及時時效，否則，達不到熱處理的目的。嚴(yán)格裝爐規(guī)定，防止裝爐不當(dāng)而發(fā)生變形。固溶處理后發(fā)現(xiàn)變形可以適當(dāng)加壓進行校正，一旦時效后發(fā)現(xiàn)變形只有重新固溶處理。四、模具熱處理：1 .

10、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(yīng)力，并為最終熱處理作組織準(zhǔn)備。因此，模 具的退火相當(dāng)重要，特別是對熱處理工序尤為重要。退火必須嚴(yán)格按規(guī)定的工藝規(guī)范執(zhí)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, 然后緩慢降溫至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：嚴(yán)格按表中加熱溫度和等溫溫度選擇加熱參數(shù)。等溫溫度越高，最終硬度越低。大件的升溫速度應(yīng)控制在100 C/h以下，對于合金鋼模具應(yīng)在 650 c左右等溫。

11、各段降溫速度不要超過 80 C /h。碳素工具鋼550 c以下出爐空冷，合金鋼500 c以下出爐空冷。禁止風(fēng)冷或水冷。2 .模具的淬火及回火：嚴(yán)格按規(guī)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(yīng)適當(dāng) 等溫。合理選擇冷卻介質(zhì)，該水淬油冷的一定要水淬油冷。充分冷卻，一般情況下都要冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變點以下100 c左右。常用模具鋼退火、淬火規(guī)范鋼號臨界點（C）(C)Ac1 Ac3或 Acm Ar1加熱溫度等溫溫度HB淬火溫度T8A 730700 740760 650680<187 790810T10A 730800 700 750770680700<197780800T12A

12、 730820 700 750770680700<2077707909Mn2V 736765 652 760780670690<2299SiCr 770870 730 780810700720197 241 860 880GCr15 745900 700 790810710720207255 8308505CrMnMo 710 760 650 850870 670690197241 8308605CrNiMo 710 770 680 850870 670690197244 8308603Cr2W8 820 1100 790 850860 720740Cr12MoV 810 855

13、760 850870 7207502072553 . 5CrMnMo淬火要點：中型5CrMnMo模具熱處理注意要點：1） 650c保溫按0.6min/mm計算保溫時間，830c保溫按0.81.0min/mm計算保溫時間， 工作面向上。 淬火前預(yù)冷到760 c時油冷，并嚴(yán)格控制出油溫度在 200 c以上，淬火后應(yīng)放入200 c以上的爐內(nèi)均熱，熱透后 再升溫回火。2）淬火結(jié)束后應(yīng)立即高溫回火，在 200 c以上出油緩冷，有助于減少熱應(yīng)力。大型5CrMnMo模具熱處理注意要點：1）大型模具在350500C、600800c時工件表面和心部存在最大溫差，差值在 300400C ,因此450 C、650c

14、保溫對減少熱應(yīng)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(yīng)取上限，以保證偏析區(qū)也能得到正常組織，450c并保持一定時間，以進一步減少模具的藍脆溫度范圍（250350C）的溫差，450c以下升溫速度3070C/h, 450650c升溫速度80120c/h , 650c以后可自由升溫。油冷時間 12-15s/mm。3）回火入爐溫度在200 C,且在400 c保溫一定時間，升溫速度30100c/h ;回火溫度保溫時間每100mm 不少于4小時。五、鑄鋼件、薄壁件鑄鋼件、薄壁件等的淬火或調(diào)質(zhì)是生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的工件。具熱處理質(zhì)量的高低，將嚴(yán)重影響車間、公司的產(chǎn)品質(zhì)量水平，特別是特種設(shè)備的質(zhì)

15、量水平；也同時直接影響職工的收入。因此，它們的淬火質(zhì)量極其重要。1 .鑄鋼件熱處理：鑄件質(zhì)量： 受廢鋼質(zhì)量的影響、爐料的正常波動、冶煉技術(shù)、公司產(chǎn)品生產(chǎn)特點的限制，鑄鋼質(zhì)量本身 在一定波動。其波動對熱處理質(zhì)量的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面：成份的波動：成份波動將直接影響熱處理淬火工藝參數(shù)的選擇。如：加熱溫度、冷卻介質(zhì)、回火溫度及回 火時間等等。有時我們按正常工藝淬火（把規(guī)定的熱處理工藝真正做到位的時候）卻出現(xiàn)裂紋或硬度偏高等，就 是成份波動的影響。鑄造缺陷：鑄件有鑄造缺陷是不可避免的，也是當(dāng)今科學(xué)技術(shù)水平解決不了的世界難題。經(jīng)?？匆婅T件大面積補焊，這還不包括內(nèi)部未能發(fā)現(xiàn)的缺陷。如：氣孔、夾磴、夾

16、砂、疏松等這些缺陷或多或少要影響熱處理 質(zhì)量，有時成為工件開裂的誘因之一。鑄件存在的上述質(zhì)量隱患，不能規(guī)避熱處理工序本身未做到位而出現(xiàn)質(zhì)量問題，并不能成為規(guī)避責(zé)任的擋箭 牌。鑄件淬火： 基于上述原因，鑄件淬火要注意以下幾個方面的問題：嚴(yán)格控制加熱溫度：熱處理加熱溫度隨材料變化而變化，在加熱時一定要知道材質(zhì)是什么，然后選擇正確的加熱溫度。必要時可以降低加熱溫度采用亞溫淬火，亞溫淬火后的回火溫度低于正常淬火后的回火溫度。正確選擇冷卻介質(zhì)：由于鑄件形狀和尺寸特殊，淬火時選擇淬火介質(zhì)要保守一些，能用油淬時盡可能采用 油淬。合理確定冷卻參數(shù)：基于上述原因，淬火時先預(yù)冷到Ar3附近（一般在780 c左右）

17、，再浸入淬火介質(zhì)冷卻；或預(yù)冷后水中冷卻一定時間（具體怎樣冷卻見第二部份介紹）后，再入油冷卻；或采用水一空間隙冷卻方法，注意在水中的冷卻時間要短，空冷時間要長。一般情況下，采用兩次冷卻就行了，出水后在空氣中繼續(xù)冷卻1個 小時以上，確保工件 溫度降到200 c左右回火。充分回火：通常情況下，工件不可避免含有一定量的合金元素， 有經(jīng)驗的操作者會適當(dāng)提高回火溫度回火，并確?；鼗饡r間充分。鑄件退火： 由于生產(chǎn)進度的關(guān)系，有時鑄件退火要轉(zhuǎn)熱處理車間退火。必須要清楚鑄件退火的目的，才能做好鑄件的退火。鑄件退火的目的：消除鑄造應(yīng)力：鑄件在鑄造后的冷卻過程中，存在較大的冷卻應(yīng)力（熱應(yīng)力和組織轉(zhuǎn)變應(yīng)力）。有時，此

18、類應(yīng)力是非常大的，具破壞力是相當(dāng)驚人的。如鑄造后有時發(fā)現(xiàn)工件有裂紋，就是鑄造應(yīng)力的破壞結(jié)果。調(diào)整組織，為后續(xù)熱處理作組織準(zhǔn)備：部份鑄件的最終熱處理狀態(tài)是正火或調(diào)質(zhì)或淬火。由于鑄造后有較明顯的魏氏組織，此種組織在熱處理中易出現(xiàn)淬火開裂， 因此必須通過退火予以消除，減少熱處理開裂的風(fēng)險。減輕成份偏析：由于結(jié)晶的不同時性，不可避免要出現(xiàn)成份偏析現(xiàn)象。通過退火來減輕成份偏析，減少工 件局部出現(xiàn)有硬點的現(xiàn)象，降低刀具磨損、提高機加工效率。退火溫度的選擇：為達到上述目的，鑄件的退火一般選擇完全退火，且加熱溫度比同牌號的鍛件、軋材略 高些，以保證退火質(zhì)量。冷卻方式同其它完全退火。鑄件正火+回火：此類零件主要指托輪、內(nèi)齒圈等工件，絕大多數(shù)托輪都是采用正火 +回火的熱處理工藝。 其熱處理工藝要點如下：根據(jù)材質(zhì)，合理選擇加熱溫度，一般應(yīng)選擇下限溫度加熱。單件重量在1噸以上，或總裝爐量在5噸以上要適當(dāng)?shù)葴兀詼p少加熱應(yīng)力，防止加熱裂紋。正火出爐空冷時要注意環(huán)境溫度對冷卻速度的影響，特別是大型工件，綜合應(yīng)力更大。高溫季節(jié)，為提高冷卻速度，可以用風(fēng)冷或?qū)⒐ぜ糜谏巷L(fēng)口處；冬季，特別是氣溫很低的時候，要采取措施，降低工件的冷卻 速度，如：置于避風(fēng)口處