鋼淬火回火工藝參數(shù)確定

鋼的淬火回火工藝參數(shù)確實(shí)定作者：長(zhǎng)江發(fā)掘機(jī)廠序言淬火是加強(qiáng)資料最有效的熱辦理工藝方法，其工藝參數(shù)的選擇直接影響著資料的性能。這就要求熱辦理工作者不停創(chuàng)新，改良工藝，有效地發(fā)揮出資料的潛力，節(jié)儉能源，降低生產(chǎn)成本。本文簡(jiǎn)述了鋼的淬回火工藝參數(shù)確實(shí)定及量化依照。淬火加熱溫度按慣例工藝，亞共析鋼的淬火加熱溫度為Ac3＋（30～50℃）；共析和過(guò)共析鋼為Ac1＋（30～50℃）；合金鋼的淬火加熱溫度常采納Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）；高合金鋼含有大量高熔點(diǎn)碳化物，要增大奧氏體化程度，淬火加熱溫度更高，有些已達(dá)到靠近熔點(diǎn)的程度。為了達(dá)到鋼所要求的不一樣性能，淬火加熱溫度正在向高或低兩個(gè)方面發(fā)展。亞溫淬火就是將淬火溫度降至Ac3點(diǎn)以下5～10℃的α＋γ兩相區(qū)，在保存大概10%～15％未溶鐵素體狀態(tài)進(jìn)行淬火，在保證強(qiáng)度及較高硬度的同時(shí)，塑性、韌性獲取改良，淬火變形或開(kāi)裂明顯減少，回火脆性也有所減弱?，F(xiàn)已作為一種新的成熟工藝已獲取國(guó)內(nèi)外熱辦理工作者的共鳴。別的，還有人發(fā)現(xiàn)［1］，以淬火不單可獲取最高的硬度，

40Cr鋼為代表的亞共析鋼在且各項(xiàng)力學(xué)性能也為最正確值，

Ac3點(diǎn)處有硬化峰出現(xiàn)，此溫度掌握適當(dāng)能充散發(fā)揮鋼的潛力。與其相反，提升某些鋼的淬火溫度也可獲取預(yù)料不到的結(jié)果。如熱模具鋼5CrMnMo、5CrNiMo鋼的淬火溫度由傳統(tǒng)的860℃提升至920℃（超出30～80℃）［2］，加快了碳化物的溶解，增添了馬氏體中的合金含量，組織平均。能夠獲取大量的高位錯(cuò)馬氏體，斷裂韌度大大提高，紅硬性更加優(yōu)秀，其使用壽命成倍提升。又如，H13鋼淬火溫度由1050℃提升至1100℃時(shí)，奧氏體晶粒其實(shí)不顯然長(zhǎng)大，因?yàn)樘蓟锶芙饧涌?，奧氏體中含碳及合金元素增加，其結(jié)果使δb、δ0.2（室平和500℃）及熱疲憊性能提升，有益于延伸H13鋼的模具使用壽命［3］。跟著對(duì)亞共析鋼所要求的性能而異，其淬火溫度的選擇有很大的靈巧性?？墒菬o(wú)論提升或是降低溫度，均是以鋼的臨界點(diǎn)Ac3為主要依照。所以，正確掌握鋼的Ac3點(diǎn)極其重要。最近幾年來(lái)，熱辦理工作者發(fā)展了Ac3點(diǎn)計(jì)算模型［4］。最近幾年來(lái)，引進(jìn)或國(guó)內(nèi)新開(kāi)發(fā)的工程機(jī)械斗齒用低合金耐磨鋼，如ZG30CrMn2SiReB鋼為亞共析鋼［5，6］，為發(fā)揮鋼的潛力，獲取耐磨性和必定的強(qiáng)韌性，所采納的淬火溫度均高于傳統(tǒng)溫度90～120℃。這說(shuō)明，鋼的淬火溫度對(duì)不一樣鋼種和所要求的性能是有很大差異，不可以混為一談，一定跳出傳統(tǒng)的拘束。高合金鋼的淬火溫度相同也有很大改動(dòng)，由定性逐漸向定量化過(guò)渡，使所選擇的淬火溫度更吻合實(shí)質(zhì)。有人提出均衡碳的觀點(diǎn)［6］，并由此決定正常淬火溫度。均衡碳CS＝0.033wW＋0.063wMo＋0．06wCr＋0．2wV鋼的碳飽和度A為鋼中實(shí)質(zhì)碳量C實(shí)與均衡碳CS之比，即A＝C實(shí)／CS。由計(jì)算出的不一樣A值來(lái)決定所對(duì)應(yīng)的最正確淬火溫度，可獲取滿意的質(zhì)量要求。也有人提出以碳化物溶解溫度為依照，決定高速鋼淬火溫度的方法，即TS（°F）＝2310－200wC＋40wV＋8wW＋5wMo±12T淬（°F）＝TS－（35～50）用于制作模具的高速鋼，在要求必定耐磨性的同時(shí)，還要具備必定的韌性，所選擇的加熱溫度要比傳統(tǒng)的低，一般按下式?jīng)Q定［7］：W18Cr4V鋼T（℃）＝1260－（64－HRC值）×102）W6Mo5Cr4V2鋼T（℃）＝1190－（64－HRC值）×103）式中HRC——為模具要求硬度值。加熱時(shí)間為了降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率，縮短加熱時(shí)間是有效而簡(jiǎn)易的方法。經(jīng)大量測(cè)試對(duì)照發(fā)現(xiàn)，確立加熱時(shí)間的傳統(tǒng)方法存在一些問(wèn)題。有人試驗(yàn)提出表1所示加熱時(shí)間更合適于實(shí)質(zhì)，比傳統(tǒng)加熱時(shí)間顯然減少。表1按τ＝kW計(jì)算保溫時(shí)間介紹的W值工件形狀W／cm.－1k／mincm柱狀（1／6～1／4）D7板狀（1／6～1／2）B7管狀（1／4～1／2）δ10注：鹽爐加熱用。D、B、δ分別為工件直徑、板厚和管壁厚關(guān)于大截面工件的加熱時(shí)間，有人以為截面大的工件達(dá)到淬火成效也僅是必定深度，在加熱時(shí)完整熱透，不單延伸時(shí)間、浪費(fèi)能源，并且冷卻過(guò)程要消散的熱量相對(duì)增加，其冷卻強(qiáng)度降落，使實(shí)質(zhì)淬火成效變差。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，奧氏體相變一般不超出幾分鐘，所以加熱時(shí)間以保證工件截面內(nèi)外溫度一致為準(zhǔn)，有人以此為依照提出零保溫的新觀點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸被人們所接受。冷卻為了使鋼淬火冷卻更適合，選擇介質(zhì)及冷卻強(qiáng)度應(yīng)依照鋼的臨界冷卻速度。熱辦理工作者導(dǎo)出了不一樣種類的計(jì)算式或模型，擁有代表性的以下式：［8］獲取馬氏體的臨界冷卻速度lgv1＝9.81－（4.26wC＋1.05wMn＋0.54wNi＋0.5wCr＋0.66wMo＋0.00183PA）（2）獲取貝氏體的臨界冷卻速度lgv2＝10.17－（3.08wC＋1.07wMn＋0．70wNi＋0.57wCr＋1.58wMo＋0．0032PA）（℃／h）式中PA——奧氏體化參數(shù)。因?yàn)楣ぜ按慊鹳|(zhì)量效應(yīng)”的影響，不一樣截面的工件的實(shí)質(zhì)冷卻速度有很大變化，為此有人提出水、油淬時(shí)的截面與冷卻強(qiáng)度的定量關(guān)系：式中H1、H0——分別為不一樣攪拌態(tài)和靜止?fàn)顟B(tài)下的冷卻強(qiáng)度。模具淬火冷卻要求留有必定的余熱，有人總結(jié)出決定淬火冷卻時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)式［9，10］：式中A——油的狀態(tài)系數(shù)V、F——分別為模具的體積和表面積，dm3、dm2D——模具的高度或厚度，mm噴冷淬火解決了大截面工件淬火冷卻不足的難題，經(jīng)過(guò)調(diào)理噴液壓力、流量和時(shí)間來(lái)控制冷卻強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，知足大量量淬火的需要［11，12］。此外，噴冷淬火遠(yuǎn)可控制工件冷卻至必定程度，使其保存必定余溫，利用余熱進(jìn)行自回火。節(jié)能、省時(shí)、高效，很有發(fā)展?jié)摿?。淬火成效評(píng)定鋼的淬透性過(guò)去只好定性地從端淬圖表上查得，使用不便。最近幾年來(lái)，評(píng)定鋼的淬透性逐漸量化，即由相應(yīng)的公式計(jì)算，直觀方便且有必定的靠譜性。典型的應(yīng)用公式以下［13］：＋16wMn＋35wMo＋5wSi-0.82KASTM式中E——至淬火端距離，mmKASTM——晶粒度等級(jí)有些鋼種僅采納硬度評(píng)定尚感不足，一定配合組織察看和性能測(cè)試。如ZG30CrMn2SiReB鋼，達(dá)到最高的淬火硬度的工藝參數(shù)并不是性能最正確，而采納比獲取最高硬度更高的淬火溫度，硬度固然略有降落，可是耐磨性和強(qiáng)韌性為最正確。回火往常鋼的回火工藝參數(shù)是依照鋼所要求的硬度和力學(xué)性能從相關(guān)手冊(cè)選擇的，使用不單麻煩，并且對(duì)新鋼種也無(wú)從下手。為解決這種問(wèn)題，熱辦理工作者作了大量工作，以回火動(dòng)力學(xué)為依照總結(jié)推導(dǎo)出各樣種類的回火專用式［14，15］和通用式，［16，17］為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)使用和工藝編制計(jì)算機(jī)化供給了條件。為了提升生產(chǎn)效率，開(kāi)發(fā)出了迅速回火工藝方法。迅速回火原理是鑒于回火參數(shù)性能和硬度的拘束關(guān)系。即回火工藝參數(shù)相等時(shí)，所獲取的硬度或力學(xué)性能基真相同?；?/p>

P與鋼的火參數(shù)P＝（θ＋273）（wC＋lgt）是溫度θ和時(shí)間t的函數(shù)，要獲取相同的回火成效，能夠由不一樣的θ和t進(jìn)行組合［18］。過(guò)去多次重復(fù)回火的實(shí)質(zhì)成效并未惹起人們的重視，研究的也較少。文件［了權(quán)衡多次回火的積累作用。如鋼在各溫度條件下的回火參數(shù)分別為總回火參數(shù)P總可表示為：

19］總結(jié)提出P1、P2，其積累P總＝lg（10P1＋10P2）使多次不一樣溫度回火的成效獲取量化的評(píng)定，能夠說(shuō)是對(duì)回火過(guò)程認(rèn)識(shí)的深入和提升。參照文件1趙振東．40Cr鋼Ac3點(diǎn)淬火硬化峰及其剖析.機(jī)械工程資料，1992（3）2王德合．模具的熱辦剪發(fā)展.外國(guó)金屬熱辦理，1997（1）朱心昆等.淬火溫度對(duì)H13鋼性能的影響.金屬熱辦理，1994（8）陳漢清譯.確立鋼臨界點(diǎn)的計(jì)算模型.外國(guó)金屬熱辦理，1985（3）5王和德等.新式耐磨鋼的淬火工藝特色．金屬熱辦理，1993（11）6趙步青.M2高速鋼中碳飽和度的商討．金屬熱辦理，1987（4）7張一公.高速鋼淬火回火工藝的發(fā)展．金屬熱辦理，1988（8）8Bolondeau．Ret．HeatTreatmet76London．MetalsSocitty，19769胡煜偉.熱鍛模淬火油冷時(shí)間的計(jì)算.金屬熱辦理，1994（4）賀柱.熱鍛模淬火油冷時(shí)間確立.金屬熱辦理，1984（6）趙振東．整體加熱噴冷淬火．機(jī)械工人（熱），1997（6）福田達(dá)等.熱辦理（日）1989（5）竹村和夫.金屬資料の選じ方.鑄鑄造と熱辦理，1987（9）鐘士紅等.幾種鋼的回火方程和回火動(dòng)力學(xué)曲線.金屬熱辦理，1983（11）15趙振東