鑄鋼的熱處理

1、鑄鋼件熱處理的特點(diǎn)與工藝介紹 鑄鋼件熱處理的一般問(wèn)題鑄鋼件熱處理是 Fe-Fe3C 相圖為依據(jù)， 控制鑄鋼件的顯微組織， 達(dá)到所要 求的性能， 它是重要的生產(chǎn)工序之一。 熱處理工序的生產(chǎn)質(zhì)量直接關(guān)系到鑄鋼件 的最終性能。鑄鋼件的鑄態(tài)組織取決于化學(xué)成分和凝固結(jié)晶過(guò)程，一般存在較嚴(yán)重的枝 晶偏析、組織極不均勻以及晶粒粗大和魏氏（或網(wǎng)狀）組織等問(wèn)題，需要通過(guò) 中 頻加熱爐 熱處理消除或減輕其有害影響， 改善鑄鋼件的力學(xué)性能。 此外， 由于鑄 鋼件結(jié)構(gòu)和壁厚的差異， 同一鑄件的各部位具有不同的組織狀態(tài)， 并產(chǎn)生相當(dāng)大 的殘余內(nèi)應(yīng)力。因此，鑄鋼件（尤其是合金鋼鑄件）一般都以熱處理狀態(tài)供貨。 一、鑄鋼件熱

2、處理的特點(diǎn)1）鑄鋼件的鑄態(tài)組織中，常有粗大枝晶及偏析。熱處理時(shí)，其加熱溫度應(yīng)稍高 于同類成分的鍛鋼件，其奧氏體化保溫時(shí)間也需適當(dāng)延長(zhǎng)。2）某些合金鋼鑄件的鑄態(tài)組織偏析嚴(yán)重。為消除其對(duì)鑄件最終性能的影響，需 采取均勻化處理措施。3）對(duì)于形狀復(fù)雜、壁厚相差較大的鑄鋼件，進(jìn)行熱處理時(shí)必須考慮截面效應(yīng)和 鑄造應(yīng)力因素。4）鑄鋼件熱處理時(shí)，必須根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理堆放，盡量避免鑄件變形。 二、鑄鋼件熱處理的主要工藝要素鑄鋼件的熱處理由加熱、保溫和冷卻三個(gè)階段組成。其工藝參數(shù)的確定， 均以保證 產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)約成本為依據(jù)。 鑄鋼件幾種熱處理規(guī)范示意圖。 鑄鋼件的熱處理方 式按加熱和冷卻條件不同， 鑄鋼件的主要

3、熱處理方式有： 退火正火、均勻化處理、 淬火、回火、固溶處理、沉淀硬化、消除應(yīng)力處理及除氫處理。退火是將鑄鋼件 加熱到 ,以上，保溫一定時(shí) 間，冷卻的熱處理工藝。退火的目的是為消除鑄造組織中的柱狀晶、粗等軸晶、 魏氏組織 和樹(shù)枝狀偏析， 以改善鑄鋼力學(xué)性能。 碳鋼退火后的組織： 亞共析鑄鋼為鐵素體 和珠光體， 共析鑄鋼為珠光體， 過(guò)共析鑄鋼為珠光體和碳化物。 適用于所有牌號(hào) 的鑄鋼件。 幾種退火處理工藝的加熱規(guī)范示意圖。 為鑄鋼件常用退火工藝類型及 其應(yīng)用。正火（工藝代號(hào)） 正火是將鑄鋼件加熱到 ,溫度以上保溫，使之完全奧 氏體化，然后在靜止空氣中冷卻的熱處理工藝。 圖為碳鋼的正火溫度范圍示意

4、圖。 正火的目的是細(xì)化鋼的組織， 使其具有所需的力學(xué)性能， 也可作為以后熱處理的 預(yù)備處理。 正火與退火工藝的區(qū)別有兩個(gè)： 其一是正火加熱溫度要偏高些； 其二 是正火冷卻較快些。 經(jīng)正火的鑄鋼強(qiáng)度稍高于退火鑄鋼， 其珠光體組織較細(xì)。 一 般工程用碳鋼及部分厚大、形狀復(fù)雜的合金鋼鑄件多采用正火處理。 鑄鋼件的回火按溫度不同可分為低溫回火和高溫回火。（1）低溫回火：一般在溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。回火后可空冷、油冷或水冷。其 目的是在保留鑄件高強(qiáng)度和硬度的條件下， 消除淬火應(yīng)力。 主要用于滲碳、 表面 淬火及 要求高硬度的耐磨鑄鋼件。（2）高溫回火：高溫回火溫度為，保溫適當(dāng)時(shí)間后冷卻。主要用于在淬火或正 火

5、后調(diào)整鑄鋼的組織，使之兼有高強(qiáng)度和良好韌性的碳鋼和低、中合金鋼鑄件。 回火脆性是制定合金鋼鑄件回火工藝時(shí)必須注意的問(wèn)題。 在下列兩個(gè)溫度范圍內(nèi) 均可發(fā)生。在發(fā)生的脆性： 經(jīng)淬火成為馬氏體組織的鑄鋼， 在此溫度范圍內(nèi)都會(huì) 產(chǎn)生回火脆性。 如稍高于此脆性溫度區(qū)回火， 則可消除此回火脆性。 而且以后再 在上述溫度范圍內(nèi)回火時(shí)， 也不會(huì)再出現(xiàn)回火脆性， 故常稱之為第一類回火脆性。 在甚至發(fā)生的脆性：這對(duì)多數(shù)低合金鑄鋼都會(huì)發(fā)生， 即發(fā)生鑄鋼的高溫回火脆性。 如將已在此溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生脆性的鑄鋼件再加熱到或以上，之后在水或油中快 冷，即可消除此種脆性。 然而已消除脆性的鑄件， 如又加熱到產(chǎn)生回火脆性的溫 度

6、，脆性又會(huì)出現(xiàn)。這常稱之為第二類回火脆性。 固溶處理（工藝代號(hào)） 固溶 處理是將鑄件加熱至適當(dāng)溫度并保溫， 使過(guò)剩相充分溶解， 然后快速冷卻以獲得 過(guò)飽和固溶體的熱處理工藝。 固溶處理的主要目的是使碳化物或其他析出相溶解 于固溶體中， 獲得過(guò)飽和的單相組織。 一般奧氏體不銹耐熱鋼、 奧氏體錳鋼及沉 淀硬化不銹耐熱鋼鑄件均需經(jīng)固溶處理。 固溶溫度的選擇取決于鋼種的化學(xué)成分 和相圖。奧氏體錳鋼鑄件一般；奧氏體鎳鉻不銹鋼鑄件為。鑄鋼中含碳量越高，難熔合金元素越多，則其固溶溫度應(yīng)越高。含銅的沉淀硬化鑄鋼，由于鑄態(tài)有硬質(zhì)富銅相在冷卻過(guò)程中沉淀，致使鑄鋼件硬度升高。 為軟化組織、改善加工性能，鑄鋼件需經(jīng)固溶處理。其固溶溫度。經(jīng)快冷后可得到銅 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為的過(guò)飽和單相組織。沉淀硬化處理（時(shí)效處理）鑄件經(jīng)固溶處理或淬火后，在室溫或高于室溫的適當(dāng)溫度保溫， 在過(guò)飽和固溶體中形成溶質(zhì)原子 偏聚區(qū)和（或）析出彌散分布的強(qiáng)化相而使金屬硬化的處理稱為沉淀硬化處理（或時(shí)效處理）。在高于室溫下進(jìn)行的稱為人工時(shí)效。其實(shí)質(zhì)是：在較高的溫度下， 自過(guò)飽和固溶體中析出碳化物、氮化物、金屬間化合物及其他不穩(wěn)定的中間相， 并彌散分布于基體中，因而使鑄鋼的綜合力學(xué)性能和硬度提高。時(shí)效處理的溫度 直接影響鑄鋼件的最終性能。時(shí)效溫度過(guò)低，沉淀硬化相析出緩慢；溫度過(guò)高， 則因析出相的聚集長(zhǎng)大引