大件調質鋼熱處理注意事項

大件調質鋼一般都是采用鍛件制造。大件的熱處理分為鍛后熱處理和最終熱處理兩類。(1)鍛后熱處理的主要目的是防止鍛件產生白點，同時完成細化和均勻組織，消除應力，降低硬度。對于碳鋼及低合金鋼，采用熱處理工藝，使奧氏體在620～660℃保溫去氫，然后緩冷。對于中、高合金鋼，采用熱處理工藝，使奧氏體在280～320℃能較快地轉變為貝氏體組織，同時排除鍛件表面的一部分氫，然后升溫到580～660℃，升溫速度≤80℃／h，使貝氏體組織中的氫因溫度上升而很快逸出。冷卻速度控制在≤50℃／h。對于一些高合金鋼和截面尺寸較大以及較重要的鍛件，采用熱處理工藝，工藝中有一次重結晶，其目的是減少鍛件的殘余應力，細化晶粒和減小過冷奧氏體的穩定性，使氫在整個截面上分布更均勻，促使奧氏體迅速轉變，因而可降低鍛件對白點的敏感性。工藝中升溫速度≤80℃/h，冷卻速度控制在≤50℃/h。(2)大件最終熱處理一調質熱處理  大型鍛件由于鑄造的化學成分嚴重不均，特別是碳的偏析比較嚴重，偏析條紋內某些元素的富集也十分嚴重。即使采用反復鐓粗和中心壓實，仍然不能解決鋼錠芯部缺陷。鍛后多次正火，也不能完全消除。熱處理加熱溫度與保溫時間：考慮到碳和合金元素的偏析，大型鍛件的奧氏體化溫度應比按該鋼號平均成分所定的溫度稍高，以利于碳和合金元素的溶解以及奧氏體成分的均勻化。但提高奧氏體化溫度增加了在隨后冷卻中的開裂傾向。為此，分別制定奧氏體化溫度和淬火溫度的工藝是合理的。奧氏體化溫度可高一些，在此溫度下保溫，可保證珠光體完全轉變，合金元素充分溶解以及奧氏體成分均勻，然后使奧氏體化溫度降低到淬火溫度。可采取兩種方式，一種是空冷預冷，空冷時間根據工件鋼種和截面而定，一般不使工件表面溫度低于Ac3；另一種是使爐溫盡快降溫到不低于Ac3的溫度，并在此溫度下適當保溫，保證零件一定深度內的溫度有所降低。前一種方法空冷時間很難掌握，僅在表面進行降溫，表層以下相對深度的溫度不能降低，而且大型鍛件的截面大小相差懸殊，大截面處的表面溫度還未降低，中小截面處的溫度已降低過低，影響制品性能。加熱保溫時間：在工件表面溫度達到溫度后計算保溫時間，按加熱系數0.6-1.2h/100mm。加熱過程的升溫速度也十分重要，為防止加熱開裂，加熱速度一般在30-100℃/h。大截面工件或高合金鋼，入爐溫度應該小于450℃，升溫過程中進行一次600-680℃預熱或二次預熱450-500℃、600-680℃的方式，減少工件內部和外部溫差。淬火加熱的保溫時間：保溫時間必須足夠，讓碳化物充分溶解到奧氏體中，并完成奧氏體均勻化。在鹽浴爐中的加熱時，碳鋼的加熱系數為0. 25～0.4min/mm，低合金調質鋼為0.3～0.5min/mm，在空氣電阻爐中加熱碳鋼的加熱系數為1～1.2min／mm，低合金調質鋼為1.2～1. 5min/mm。大件淬火，在空氣電阻爐中加熱保溫時間確定方式如下：對碳鋼和低合金鋼以及低淬透性鋼，沒有預熱的直接加熱工藝中，按照工件的有效厚度每100mm加熱保溫0.8～1. 2h估算，在分段預熱的加熱淬火工藝中，按有效厚度每100mm加熱保溫0.6～0. 8h估算。對于合金元素較多的鋼種，在直接加熱時，按有效厚度每100mm保溫1.1-~1.5h估算，分段預熱的淬火加熱工藝時，按有效厚度每100mm加熱保溫0.8～1h估算。本文參考《熱處理工藝問答》一書。