45鋼和40Cr調(diào)質(zhì)的熱處理工藝
- I% |' D/ I {3 X% `7 X調(diào)質(zhì)是淬火加高溫回火的雙重?zé)崽幚�,,其目的是使工件具有良好的綜合機(jī)械性能,。
0 C+ C7 J, \8 L2 |調(diào)質(zhì)鋼有碳素調(diào)質(zhì)鋼和合金調(diào)質(zhì)鋼二大類,不管是碳鋼還是合金鋼,,其含碳量控制比較嚴(yán)格,。如果含碳量過(guò)高,調(diào)質(zhì)后工件的強(qiáng)度雖高,,但韌性不夠,,如含碳量過(guò)低,韌性提高而強(qiáng)度不足,。為使調(diào)質(zhì)件得到好的綜合性能,,一般含碳量控制在0.30~0.50%。, o( m9 b0 A# V- q) s' O9 l/ J
調(diào)質(zhì)淬火時(shí),,要求工件整個(gè)截面淬透,,使工件得到以細(xì)針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過(guò)高溫回火,,得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織,。小型工廠不可能每爐搞金相分析,一般只作硬度測(cè)試,,這就是說(shuō),,淬火后的硬度必須達(dá)到該材料的淬火硬度,回火后硬度按圖要求來(lái)檢查,。0 S5 e1 c6 ~% c' f, a- X
工件調(diào)質(zhì)處理的操作,,必須嚴(yán)格按工藝文件執(zhí)行,我們只是對(duì)操作過(guò)程中如何實(shí)施工藝提些看法,。
3 b- B1 g0 _0 U9 C8 w! A1,、 45鋼的調(diào)質(zhì) T* s" @$ m2 ^
45鋼是中碳結(jié)構(gòu)鋼,冷熱加工性能都不錯(cuò),,機(jī)械性能較好,,且價(jià)格低、來(lái)源廣,,所以應(yīng)用廣泛,。它的最大弱點(diǎn)是淬透性低,截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用,。6 L* }: A, `( Q2 h2 P3 j& ~
45鋼淬火溫度在A3+(30~50) ℃,,在實(shí)際操作中,一般是取上限的,。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快,,表面氧化減少,且能提高工效,。為使工件的奧氏體均勻化,,就需要足夠的保溫時(shí)間,。如果實(shí)際裝爐量大,就需適當(dāng)延長(zhǎng)保溫時(shí)間,。不然,可能會(huì)出現(xiàn)因加熱不均勻造成硬度不足的現(xiàn)象,。但保溫時(shí)間過(guò)長(zhǎng),,也會(huì)也出現(xiàn)晶粒粗大,氧化脫碳嚴(yán)重的弊病,,影響淬火質(zhì)量,。我們認(rèn)為,如裝爐量大于工藝文件的規(guī)定,,加熱保溫時(shí)間需延長(zhǎng)1/5,。
0 S( z* ^7 m& i% T4 |4 f: h因?yàn)?5鋼淬透性低,故應(yīng)采用冷卻速度大的10%鹽水溶液,。工件入水后,,應(yīng)該淬透,但不是冷透,,如果工件在鹽水中冷透,,就有可能使工件開(kāi)裂,這是因?yàn)楫?dāng)工件冷卻到180℃左右時(shí),,奧氏體迅速轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體造成過(guò)大的組織應(yīng)力所致,。因此,當(dāng)淬火工件快冷到該溫度區(qū)域,,就應(yīng)采取緩冷的方法,。由于出水溫度難以掌握,須憑經(jīng)驗(yàn)操作,,當(dāng)水中的工件抖動(dòng)停止,,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,,工件入水宜動(dòng)不宜靜,,應(yīng)按照工件的幾何形狀,作規(guī)則運(yùn)動(dòng),。靜止的冷卻介質(zhì)加上靜止的工件,,導(dǎo)致硬度不均勻,應(yīng)力不均勻而使工件變形大,,甚至開(kāi)裂,。
" a. K' p& e& }$ b& }45鋼調(diào)質(zhì)件淬火后的硬度應(yīng)該達(dá)到HRC56~59,截面大的可能性低些,,但不能低于HRC48,,不然,,就說(shuō)明工件未得到完全淬火,組織中可能出現(xiàn)索氏體甚至鐵素體組織,,這種組織通過(guò)回火,,仍然保留在基體中,達(dá)不到調(diào)質(zhì)的目的,。# x' v0 m, E$ g1 |3 M* y; T
45鋼淬火后的高溫回火,,加熱溫度通常為560~600℃,硬度要求為HRC22~34,。因?yàn)檎{(diào)質(zhì)的目的是得到綜合機(jī)械性能,,所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的,,就要按圖紙要求調(diào)整回火溫度,,以保證硬度。如有些軸類零件要求強(qiáng)度高,,硬度要求就高,;而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件,,因調(diào)質(zhì)后還要進(jìn)行銑,、插加工,硬度要求就低些,。關(guān)于回火保溫時(shí)間,,視硬度要求和工件大小而定,我們認(rèn)為,,回火后的硬度取決于回火溫度,,與回火時(shí)間關(guān)系不大,但必須回透,,一般工件回火保溫時(shí)間總在一小時(shí)以上,。% m8 A) z. m) {
2、40Cr鋼的調(diào)質(zhì)處理8 a- |7 Y% y9 p* E$ {! f
Cr能增加鋼的淬透性,,提高鋼的強(qiáng)度和回火穩(wěn)定性,,具有優(yōu)良的機(jī)械性能。截面尺寸大或重要的調(diào)質(zhì)工件,,應(yīng)采用Cr鋼,。但Cr鋼有第二類回火脆性。
! l4 f0 k9 T1 V! I9 Y1 F+ a40Cr工件調(diào)質(zhì)的淬回火,,各種參數(shù)工藝卡片都有規(guī)定,,我們?cè)趯?shí)際操作中體會(huì)是:
+ v+ I% u" [, r- J(一)40Cr工件淬火后應(yīng)采用油冷,40Cr鋼的淬透性較好,在油中冷卻能淬硬,,而且工件的變形,、開(kāi)裂傾向小。但是小型企業(yè)在供油緊張的情況下,,對(duì)形狀不復(fù)雜的工件,,可以在水中淬火,并未發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂,,只是操作者要憑經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)格掌握入水,、出水的溫度。
0 S& M0 k8 }, X# g+ [(二)40Cr工件調(diào)質(zhì)后硬度仍然偏高,,第二次回火溫度就要增加20~50℃,不然,,硬度降低困難,。4 y) k5 b; ^7 D& \) g K
(三)40Cr工件高溫回火后,形狀復(fù)雜的在油中冷卻,,簡(jiǎn)單的在水中冷卻,,目的是避免第二類回火脆性的影響�,;鼗鹂炖浜蟮墓ぜ�,,必要時(shí)再施以消除應(yīng)力處理。- x& I7 v! d1 y! S7 `6 y
影響調(diào)質(zhì)工件的質(zhì)量,,操作工的水平是個(gè)重要因素,,同時(shí),還有設(shè)備,、材料和調(diào)質(zhì)前加工等多方面的原因,,我們認(rèn)為:
$ d& G' n: d. @ ?4 ~. A(一)工件從加熱爐轉(zhuǎn)移到冷卻槽速度緩慢,工件入水的溫度已降到低于Ar3臨界點(diǎn),,產(chǎn)生部分分解,,工件得到不完全淬火組織,達(dá)不到硬度要求,。所以小零件冷卻液要講究速度,,大工件予冷要掌握時(shí)間。
# D- i8 w' }6 g(二)工件裝爐量要合理,,以1~2層為宜,,工件相互重疊造成加熱不均勻,導(dǎo)致硬度不勻,。 x/ C; r0 l/ F. z) d. r
(三)工件入水排列應(yīng)保持一定距離,,過(guò)密使工件近處蒸氣膜破裂受阻,造成工件接近面硬度偏低。1 X$ }9 F# @; a0 w
(四)開(kāi)爐淬火,,不能一口氣淬完,,應(yīng)視爐溫下降程度,中途閉爐重新升溫,,以便前后工件淬后硬度一致,。7 O8 U9 h8 q2 T# u+ a+ f# ?
(五)要注意冷卻液的溫度,10%鹽水的溫度如高于60℃,,不能使用,。冷卻液不能有油污、泥漿等雜質(zhì),,不然,,會(huì)出現(xiàn)硬度不足或不均勻現(xiàn)象。3 v) F0 q9 `2 w
(六)未經(jīng)加工毛坯調(diào)質(zhì),,硬度不會(huì)均勻,,如要得到好的調(diào)質(zhì)質(zhì)量,毛坯應(yīng)粗車,,棒料要鍛打,。
' {+ ?, n- W5 ^( s. G: v(七)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),淬火后硬度偏低1~3個(gè)單位,,可以調(diào)整回火溫度來(lái)達(dá)到硬度要求,。但淬火后工件硬度過(guò)低,有的甚至只有HRC25~35,,必須重新淬火,,絕不能只施以中溫或低溫回火以達(dá)到圖紙要求完事,不然,,失去了調(diào)質(zhì)的意義,,并有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。+ F# d( N2 A8 U; {
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