? ? 大型鑄鋼件的熱處理由加熱、保溫和冷卻3個(gè)階段組成。確定工藝參數以保證產(chǎn)品質(zhì)量和節約成本為宗旨。
1.大型鑄鋼件熱處理階段:加熱是熱處理過(guò)程中能耗最大的工序。加熱過(guò)程中主要技術(shù)是選擇適當的加熱方式、加熱速率及裝料方式。
(1)加熱速率:對于一般鑄鋼件,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(zhù)的溫度滯后。而緩慢加熱將導致生產(chǎn)效率降低、能耗增大以及造成鑄件表面嚴重氧化和脫碳。但對于一些形狀結構復雜、壁厚較大、在加熱中易產(chǎn)生較大的熱應力而導致變形或開(kāi)裂的鑄件,則應控制加熱速率。一般可以采取低溫慢速加熱(600℃以下)或在低、中溫區停留一二次等工藝方法,在高溫區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、鹽浴加熱和感謝應加熱等。加熱方式的選擇原則是快速均勻、便于控制及高效低成本,一般應考慮鑄件的結構尺寸、化學(xué)成分、熱處理工藝和質(zhì)量要求等。
(3)裝料方式:鑄件在爐內的堆放方式應予以足夠的重視?;驹瓌t是,充分利用有效空間、確保均勻受熱條件并防止鑄件變形。
3.大型鑄鋼件熱處理保溫階段: ?鑄鋼件奧氏體化保溫溫度應根據鑄鋼的化學(xué)成分和要求的性能選定,一般比類(lèi)同成分的鍛鑄件略高些(高20℃左右)。對亞共析鋼鑄件,以碳化物能較快地溶入奧氏體,并兼顧奧氏體,并兼顧奧氏體能保持細晶粒為原則,一般在A(yíng)c3溫度以上30~50℃。正火的溫度比退火或淬火時(shí)則在A(yíng)cm溫度以上。淬火時(shí)則在A(yíng)cm溫度以下和Acl溫度以上,避免殘余奧氏體化保溫溫度宜取下限。厚斷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(cháng)的保溫時(shí)間。鑄件壁厚通常是估計保溫時(shí)間的主要依據。根據經(jīng)驗,每25MM壁厚保溫30~60MIN:大于25MM者,每增加25MM延長(cháng)保溫時(shí)間30MIM。對于回火處理、時(shí)效處理時(shí)的保溫時(shí)間,應考慮熱處理的目的、保溫溫度及元素擴散速度等因素。
3.大型鑄鋼件冷卻階段:大型鑄鋼件在保溫后可采取不同的速率冷卻完成鋼中想的轉變,以獲得所要求的金相組織,并達到規定的性能指標。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)生較大的應力,對于結構復雜的鑄件可能導致變形或開(kāi)裂?;鼗鸨睾罄鋮s方式,一般并無(wú)特別嚴格的要求,只是對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,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。