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简答题列出结构钢、轴承钢、工具钢、耐蚀钢、耐热钢的具体热处理工艺
  • 一、结构钢
    比如调质钢
    1淬火
    淬火温度理论加热温度在Ac3以上30~50℃,一般含钨、钒、铝的合金钢加热温度可取高些,含锰则低些。尺寸小、形状复杂的工件淬火加热温度取下限,而尺寸大形状简单取上限。
    加热时间盐浴炉按0.4-0.6min/mm,气体介质加热炉按1.5-1.8min/mm来估算。
    冷却介质一般合金调质钢,均用油做淬火剂。
    2回火调质钢淬火后应进行高温回火才能获得会后索氏体组织。
    回火温度取500-600℃之间。
    回火时间合金钢一般可取0.5-1小时
    冷却介质除了回火脆性敏感的钢材需要快冷外(用水或油),其他的钢材可在空气中冷却。
    40Cr热处理工艺
    正火在空气介质炉中加热至850-870℃,置于空气中冷却。
    退火在空气介质炉中加热至830-850℃,随炉降温。
    淬火水淬温度为830-850℃,油淬为850-870℃,小尺寸油冷,大尺寸水-油双液冷却。
    回火通常在500-650℃回火,置于水中或油中冷却。
    二、轴承钢GCr15钢
    轴承零件经淬火低温回火后,具有良好的接触疲劳强度和耐磨性,其显微组织为隐回火马氏体基体上分布着细小的粒状碳化物。轴承钢是过共析钢,因此必须采用不完全淬火。淬火温度选在820-850℃。淬火后的组织为马氏体+7-8%未溶粒状碳化物+8-10%残留奥氏体。
    轴承零件的回火皆为低温回火。GCr15钢取150-160℃,含有硅、钒的钢取175℃回火。回火保温时间一般为2小时。
    三、工具钢
    比如低速刃具及量具用钢
    1球化退火球化退火在锻后进行。目的除了软化钢材,便于切削加工外,更重要的是为以后淬火提供较为理想的原始组织,即球状珠光体。
    退火加热温度通常取在Ac1以上20-40℃,保温时间一般取2-4小时。经保温后可随炉(不大于50℃/h)冷却或采用等温冷却(一般取在680—700℃)。
    如果球化退火前,钢中存在严重的网状碳化物,则应先进行加热温度高于Ac3的正火,然后在退火。含钨较高的钢采用高温回火。
    2淬火目的是获得马氏体和过剩碳化物组织,以提高钢的硬度和耐磨性。
    加热温度:亚共析钢采用完全淬火,即Ac3以上30-50℃;过共析钢采用不完全淬火,即Ac1以上30-50℃。
    加热保温时间,可按刃具的有效厚度计算。在盐浴炉中加热,碳钢取20-25s/mm;合金钢取25-30s/mm。
    淬火的冷却,碳钢通常采用水淬油冷(双液淬火),直径小于8mm的小刀刃,可以采用油淬,或用170-190℃的碱液(或盐液)分级或等温冷却。合金钢可采用较缓和的介质冷却,使淬火变形减小,通常采用油淬或熔盐分级淬火。
    3低温回火淬火后应立即进行回火,以消除淬火应力,并适当提高塑性和韧性。为了保持高硬度和高耐磨性,应采用低温回火。回火温度,碳钢一般取160-180;合金钢可以适当提高
    9SiCr的热处理工艺
    等温球化退火:加热温度790-810℃,经2-4小时保温后,于700-729℃等温保温6-8小时。
    淬火的加热温度为850-870℃,淬火的冷却,可根据刀具尺寸及形变程度的要求分别选用油淬和分级淬火(Ms点稍高处约180℃左右停留2-5分钟)或等温淬火(在Ms点稍高处180-200℃或稍低处160℃,停留约30-60分钟)。
    9SiCr钢的回火温度应根据刃具要求的硬度来确定,一般取在170-220℃之间保温2小时左右。
    再比如高速钢
    1球化退火目的在于取出锻造后的内应力,消除不平衡组织,降低硬度,获得较细小的晶粒,以便于切削加工和为以后淬火提供良好的原始组织。
    退火温度选在860-880℃之间。退火保温时间一般为2-4小时。然后等温退火,打开炉门于740-750℃等温六小时再以不大于30℃/h冷到500-550℃出炉。
    2淬火目的是通过加热使尽可能多的碳及合金元素溶入奥氏体中,冷却后得到合金度很高的马氏体组织,从而为后的高的红硬性与耐磨性打下基础。
    淬火前,一般刀具采用800-850℃预热,而大截面、形状复杂的道具采用两次预热。第一次在600-650℃,第二次在800-850℃。淬火温度:W18Cr4v为1280℃,加热时间根据加热温度、加热介质、装炉量和碳化物的形态等因素考虑,最短不超过30s。
    冷却介质为空气或油,采用等温退火,在240-280℃硝盐内进行,等温时间2-4小时,然后空冷。
    3回火淬火后应立即进行回火,以消除淬火应力,并适当提高塑性和韧性。为了保持高硬度和高耐磨性,一般采用560℃回火,每次回火保温均采用1小时(大型刀具1.5小时)。通常还要进行二次回火、三次回火。(减少回火次数的措施:淬火后立即在-80—--70℃低温处理,然后在进行一次回火)
    四、耐蚀钢
    C.r13型马氏体不锈钢热处理工艺
    加热到1000℃空冷即可得到马氏体组织,然后根据使用条件来决定回火温度。若要求高的硬度,取200-250℃低温回火;若要求热强度,则取600-750℃高温回火。
    18—8型奥氏体不锈钢的热处理工艺
    1固溶处理固溶处理的温度一般为1050-1150℃,钢的含碳量越高,固溶处理温度也越高。保温时间与钢材厚度和直径有关,厚度为1mm,时间为5min;2-3mm,时间为15min;4-12mm,时间为30min.
    加热保温后,薄壁零件可以空冷,其他均进行水冷。
    2消除内应力处理为消除切削加工后的残余应力,通常采用300-350℃的消除应力退火,保温1-2小时后空冷。
    3稳定化处理这种方法针对含钛、铌的不锈钢而设置的。钢中加入钛或铌可消除晶间腐蚀,但是他们的效果必须通过稳定化处理后才能保证。
    将钢加热至850-900℃,保温2小时,空冷。
    五、耐热钢
    1珠光体耐热钢12Cr1MoV
    珠光体钢的热处理一般是正火后再回火,回火温度要高于使用温度100℃。如12Cr1MoV钢制锅炉过热管,工作时管壁温度可达580℃,其热处理工艺是加热至980-1020℃,保温空冷后进行710-750℃回火。
    2奥氏体耐热钢Cr15Ni26MoTi2AlVB(GH132)
    热处理工艺:GH132经980-1000℃固溶,700-720℃时效16小时,一般可用于650-700℃,受力不大的零件可用于850℃。
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