中、低合金鋼是合金元素主要是指硅、錳、鉻、鉬、鎳、銅和釩等化學元素含量小于8%的合金鋼。中、低合金鋼鑄件具有較好的淬透性,經過適當的熱處理以后可以獲得-的綜合力學性能。
中低合金鋼鑄件的熱處理的特點:
1. 中低合金鋼鑄件大多數用于汽車、拖拉機、火車、工程機械、液壓系統等機械工業。這些行業要求鑄件具有-的強度和韌性。對于要求抗拉強度小于650 mpa的的鑄件,一般采用正火 + 回火熱處理;對于要求抗拉強度大于650 mpa的中低合金鑄鋼件,則采用淬火 + 高溫回火熱處理。調質處理后鑄鋼件的金相組織是回火索氏體,從而得到更高的強度和-的韌性。但是,當鑄件的形狀及尺寸不適宜淬火的時候,則應該采用正火 + 回火代替調質處理。
2. 中低合金鑄鋼件在調質處理以前好進行一次正火或者正火 + 回火預處理。這樣,可以使鑄鋼件晶粒細化、組織均勻,從而增強終調質處理的效果,也有利于避免鑄件內部的鑄造應力的-影響。
3. 中低合金鑄鋼件在淬火處理以后要盡可能得到馬氏體組織。為達到此目的,應該根據鑄鋼的牌號、淬透性和鑄件壁厚、形狀等因素來選擇淬火溫度和冷卻介質。
4. 為了調整鑄鋼的淬火組織、消除淬火應力,中低合金鑄鋼件在淬火后應立即進行回火。
5. 在不降低鑄鋼件的強度的前提下,中碳低合金高強度鑄鋼件可以進行韌化處理。韌化處理可以-鑄鋼件的塑性和韌性。
退火是將組織偏離平衡狀態的鋼加熱到工藝預定的某一溫度,經過保溫后緩慢冷卻一般為隨爐冷卻或者埋入石灰中,以獲得接衡狀態組織的熱處理工藝。根據鋼的成分和退火的目的、要求的不同,退火又可以分為完全退火、等溫退火、球化退火、再結晶退火、去應力退火等。
1完全退火。完全退火的大致過程是:將鑄鋼件加熱到ac3以上20℃-30℃,保溫一段時間,使鋼中的組織完全轉變成奧氏體后,再緩慢冷卻一般為隨爐冷卻到500℃-600℃以下出爐,合金鋼鑄件,在空氣中冷卻下來。所謂完全,非標合金鋼鑄件,是指加熱時獲得完全的奧氏體組織。
2等溫退火。等溫退火是指將鑄鋼件加熱至ac3或ac1以上20℃-30℃,保溫一段時間以后,快速的冷卻至過冷奧氏體等溫轉變曲線的高峰溫度的附件,然后保溫一段時間珠光體轉變區。在奧氏體轉變為珠光體后,砂鑄合金鋼鑄件,再緩慢冷卻下來。
3球化退火。球化退火是將鑄鋼件加熱到略高于ac1的溫度,然后經過長時間的保溫,是鋼中二次滲碳體自發轉變為顆粒狀或者球狀滲碳體,然后以緩慢的速度冷卻到室溫的熱處理工藝。
球化退火的目的包括:降低硬度;是金相組織均勻;-切削性能以及為淬火做準備。
球化退火主要適用于碳素工具鋼、合金彈簧鋼、滾動軸承鋼和合金工具鋼等共析鋼和過共析鋼含碳量大于0.77%。
4去應力退火、再結晶退火。去應力退火又稱低溫退火。它是將鑄鋼件加熱到ac1溫度以下400℃-500℃,然后保溫一段時間,再緩慢冷卻到室溫的工藝方法。去應力退火的目的是消除鑄件的內應力。鋼的金相組織在去應力退火過程中不會改變。再結晶退火主要用于消除冷變形加工產生的畸變組織,消除加工硬化。再結晶退火的加熱溫度為再結晶溫度以上150℃-250℃。再結晶退火可以使冷變形后被拉長的晶粒重新形成為均勻的等軸晶,從而消除加工硬化效果。
表面熱處理是指僅對鑄鋼件表面層進行熱處理的工藝。表面熱處理也可以獲得所需要的金相組織和機械性能。
常用的表面熱處理方式有:感應加熱淬火、火焰加熱淬火、激光熱處理、接觸電阻加熱淬火、電解液淬火、脈沖加熱熱處理等。通過表面熱處理,鑄件及其他金屬件可以獲得滿足性能要求的表層。
表面加熱淬火得到表面硬化層后,定制合金鋼鑄件,鑄件的芯部仍然可以保持原來的顯微組織和性能不變,從而達到提高疲勞強度、提高耐磨性并保持韌性的優良的綜合性能。同時,表面熱處理可以減小能源消耗,同時減小淬火變形。
感應加熱淬火是利用感應電流通過工件所產生的的熱效應,使鑄件表面、局部或者整體加熱,然后進行快速冷卻的熱處理工藝。感應加熱主要依據的基本原理是:電磁感應、集膚效應和熱傳導。
感應加熱淬火的加熱速度非常快。它的特點是:
1感應加熱淬火具有超塑性現象。工件的表面硬度比普通淬火的硬度高2-3 hrc。感應加熱淬火后的鑄件的馬氏體比較小、碳化物彌散分布。
2感應加熱淬火后的鑄件的耐磨性比普通淬火要高。
3由于工件表面是細小隱晶馬氏體,并且存在壓應力,所以,工件的疲勞強度大大提高
4工件穩定、變形小。
5加熱速度快、熱
6生產率高、容易實現機械化生產