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)。圖11—2給出了鑄鋼件幾種熱處理規(guī)范示意圖。
    1：加熱  加熱是熱處理過(guò)程中能耗最大的工序。加熱過(guò)程的主要技術(shù)是選擇適當(dāng)?shù)募訜岱绞�、加熱速率及裝料方式。
    (1)加熱速率：對(duì)于一般中小型鑄鋼件，可以不限制加熱速率，采用爐子的最大功率加熱。采用熱爐裝爐可極大地縮短加熱時(shí)間和生產(chǎn)周期。實(shí)際上快速加熱條件下，鑄件表面與心部之間無(wú)顯著的溫度滯后(見(jiàn)圖ll—3)。而緩慢加熱將導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低、能耗增大以及造成鑄件表面嚴(yán)重氧化和脫碳。但對(duì)于一些形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁厚較大、在加熱中易生產(chǎn)較大的熱應(yīng)力而導(dǎo)致變形或開(kāi)裂的鑄件，則應(yīng)控制加熱速率。一般可以采取低溫慢速加熱(600。C以下)或在低、中溫區(qū)停留一、二次等工藝方法，在高溫區(qū)仍可以采用快速加熱升溫。
    (2)加熱方式：鑄鋼件加熱方式有輻射加熱、鹽浴加熱和感應(yīng)加熱等。加熱方式的選擇原則是快速均勻、便于控制及高效低成本。一般應(yīng)考慮鑄件的結(jié)構(gòu)尺寸、化學(xué)成分、熱處理工藝和質(zhì)量要求等。
    圖11—3低舍金鋼鑄件(截面76ram)在不同溫度下裝爐的加熱曲線
    I--950。C入爐  2～670。C入爐3一冷爐
    ——試樣表面．…一試樣心部
    (3)裝料方式：鑄件在爐內(nèi)的堆放方式應(yīng)予以足夠的重視。基本原則是，充分利用有效空間、確保均勻受熱條件并防止鑄件變形。
    2．保溫  鑄鋼件奧氏體化保溫溫度應(yīng)根據(jù)鑄鋼的化學(xué)成分和要求的性能選定。一般比類(lèi)同成分的鍛鋼件略高些(高20。C左右)。對(duì)亞共析鋼鑄件，以碳化物能較快地溶入奧氏體，并兼顧奧氏體能保持細(xì)晶粒為原則，一般在Ac。溫度以上30～50。c。正火的溫度比退火或淬火的稍高些。過(guò)共析鋼鑄件正火時(shí)應(yīng)加熱到Ac。溫度以上。淬火時(shí)則在Ac。溫度以下和Ac。溫度以上，避免殘余奧氏體量過(guò)多。對(duì)于晶粒長(zhǎng)大傾向顯著的鑄鋼(如錳鋼)，淬火保溫溫度宜取下限。厚截面鑄件的奧氏體化保溫溫度通常取上限。鑄鋼件熱處理保溫時(shí)間的確定應(yīng)考慮兩個(gè)方面因素：一是使鑄件表面與心部溫度均勻一致；二是組織均勻化。因此保溫停留時(shí)間主要取決于鑄件的導(dǎo)熱性能、斷面壁厚及合金元素等因素。一般合金鋼鑄件比碳鋼鑄件需更長(zhǎng)的保溫時(shí)間，鑄件壁厚通常是估計(jì)保溫時(shí)間的主要依據(jù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，每25mm壁厚保溫lh。大于25ram者，每增加25ram延長(zhǎng)保溫時(shí)間lh。對(duì)于回火處理、時(shí)效處理時(shí)的保溫時(shí)間，應(yīng)考慮熱
處理的目的、保溫溫度及元素?cái)U(kuò)散速度等因素，其保溫時(shí)間應(yīng)比正火或淬火時(shí)的保溫時(shí)間長(zhǎng)，一般為正火或淬火時(shí)保溫時(shí)間的l．5～2倍。
    3＆#8226;冷卻  鑄鋼件在保溫后可采取不同的速率冷卻完成鋼中相的轉(zhuǎn)變，以獲得所要求的金相組織，并達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。一般說(shuō)來(lái)，加大冷卻速率有利于獲得良好的組織狀態(tài)并細(xì)化晶粒，從而提高鋼的力學(xué)性能。但太大的冷卻速度容易使鑄件產(chǎn)生較大的應(yīng)力，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件可能導(dǎo)致變形或開(kāi)裂�；鼗鸨�溫后的冷卻方式，一般并元特別嚴(yán)格的要求，只是對(duì)一些有回火脆性敏感的低合金鑄鋼，回火保溫后的冷卻特別重要，宜采用快冷方式，以便盡快通過(guò)回火脆性區(qū)，避免降低鑄鋼的韌性。鑄鋼件熱處理冷卻介質(zhì)常用的有空氣、油、水、鹽水及熔鹽等。