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结构钢热处理问题

发布时间:2014-03-17 15:57:55
硼钢不能进行退火处理的原因 硼钢的使用目的是提高钢的淬透性,添加B元素的含量在0.001%~0.004%,含硼量超过0.007%时就会形成低熔点共晶,因为硼元素主要集中在晶界,这将引起热脆性。硼钢加热后在750℃左右时缓慢冷却,容易在晶界中形成硼化物,出现钢的硼脆现象,所以硼钢不易采用退火处理。 合金结构钢加热系数比碳素结构钢大的原因 钢加热的过程是一个热激活过程,碳钢奥氏体化转变时包括奥氏体的形核、碳化物的溶解、奥氏体的均匀化和奥氏体的晶粒长大四个过程。合金钢加热时,奥氏体化的过程与碳钢一样。整个过程都与钢种的碳的扩散密切相关。合金钢中合金元素对碳的扩散有影响,其影响如下。 ①Cr、Mo、W、Ti、V等碳化物形成元素,与碳有较大的亲和力,阻碍碳在钢中的扩散,减慢了奥氏体的形成速度。只有Ni能提高碳在奥氏体中的扩散速度,增大奥氏体的形成速度。
  ②奥氏体形成后,合金钢中还有一部分未溶碳化物存在,为了增加碳化物的溶解量,需要增加加热时间。
  ③大多数合金元素阻碍奥氏体晶粒的长大。
  ④钢中的碳化物还降低钢中的热传导性能。
 所以合金钢完成这四个过程历需时lhl就要延长,在计算加热时间时,采用相对较大的加热系数。
不同炉型加热方式的特点 工件在炉中加热时,首先靠介质的热传递使其表面接受热能而升温。通常低温空气炉中加热时,炉温常在600℃以下,主要靠炉气与工件之间的对流作用进行传热。因此,为使工件均匀快速加热,可在炉内安装风扇强制对流。 在900℃以上的炉中加热时,主要靠辐射传热,并且温度愈高,辐射作用愈强,加热愈迅速。盐浴炉加热则主要依靠热的传导。传导传热比辐射传热有更大的热传递能力,所以在盐浴炉中加热更快,而真空炉中最慢。 45钢含碳量上限与50钢含碳量下限交叉的理解 在我国的标准钢号中,45钢的含碳量为0. 42%~0. 50%,50钢的含碳量为0. 47%~0. 55%。45和50钢化学成分重叠带宽严重,这种情况造成以下几个方面的问题。 ①在机械设计中,选用钢材牌号的主要依据是各牌号钢的机械性能,而机械性能是与钢中的含碳量密切相关的。同类相邻钢号间的碳量重叠带过宽,直接影响机械零件的设计和制造质量。若各钢号的碳量不足或过剩,其结果不是安全系数太小,就是造成钢材的严重浪费和机械设备的笨重。
  ②热处理工艺参数的确定,主要是根据钢的成分和临界点确定,而钢的临界点主要决定于含碳量。由于钢的含碳量范围过大,其实际临界点与钢的名义临界点之间的差别就很大。这就给制定热处理工艺参数和保证热处理质量带来困难。巧合的是,含碳量在0. 45%~0. 55%范围的Ac3和Ar3点不是随着含碳量的增加而平缓下降,而是出现有一个陡降的低谷Ac3和Ar3点,处于这一低谷碳量范围的45和50钢,其临界点的波动范围也就特别宽,造成热处理工艺容易开裂或过热。
  ③由于45和50钢相邻钢号间的含碳量重叠带宽,易造成特较高的50钢含碳量的钢被划人较低一档的45钢号,造成分析结果错误,给热处理制定工艺带来误导。
热处理件重新淬火的次数量 每个单位都有热处理件,由于最终淬火十回火达不到技术要求,工件热处理质量不合格又重新加热淬火的情况,重新淬火时一般要求工件必须首先退火,然后再可以重新淬火处理。重复高温加热次数增加,氧化脱碳、变形开裂倾向都会增加。如不增加退火而直接重复淬火,有可能继承第一次加热时所形成的粗大晶粒,出现组织遗传现象。有的(铸造)标准和规定热处理重复淬火次数不能超过2次,有的工厂规定重复淬火次数不能超出2~3次,对于已经淬火2~3次仍然不合格的工件做报废处理。 在实际生产中,例如滚丝轮、搓丝板、连杆锻模等工模具正常使用寿命后,由于磨损或硬度降低等原因,可以退火一再切削加工一淬火回火热处理。一般回用使用次数可以达到3次。回用的模具使用寿命没有受到回用后重新淬火的影响而降低。 本文参考《热处理工艺问答》一书。 相关链接 中国国际热处理展览会

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