大型锻件的热处理.

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加热工艺
回火加热
大型锻件
锻件在回火装炉的初始阶段,表面温度回升,心部温度进一步降 低,以完成心部过冷奥氏体完全转变。入炉温度应<400℃,并且在 400℃左右保温一段时间。为保证锻件表面与心部温差较小且无较大 的应力,升温速度不应超过30℃/h~100℃/h。回火工艺过程的温 度较淬火的温度低(<650℃),所以均温时间难以用目测确定,因此回 火工艺规程中没有规定均温时间,而是适当延长保温时间。回
图示_02
大型锻件
大型锻件热处理 常见缺陷
大晶粒
晶粒不均匀
冷硬现象
裂纹 飞边裂纹 局部充填不足
龟裂 碳化物偏析级别不符要求
飞边裂纹 带状组织
热处理工艺
大型锻件
正火和淬火的加热
正火和淬火的加热
回火加热
正火和淬火冷却 回火冷却
加热工艺
正火和淬火的加热
大型锻件
大型锻件特别是合金钢锻件,在加热方式上应采用阶梯升温方式加热。有关 资料表明l2 J大型锻件在350℃~500℃以及600℃~800℃时工件表面与心部存在 最大温差,差值在300℃~400℃左右。因此采用在450℃与650℃保温一段时间, 然后再升温的加热方法是比较合适的。大型锻件正火和淬火加热温度的选择,理 论上与小型锻件是一致的,应取理论加热温度的上限,以保证偏析区也能达到相 应的正火或淬火温度,使工件充分奥氏体化。装炉温度≤400℃,并在450℃保持一 定时间,以进一步减小锻件在蓝脆温度范围 (250℃ ~ 350℃)内的温差。在 450℃ 保温之前由于锻件温度低,仍处于线弹性状态,如果表面与心部温差引起的热应 力过大,可致锻件在加热过程中早期开裂。因此,保温前加热速度一般控制在 30℃ / h-70℃ / h ; 450℃ 保温后可适当加快升温速度但不能超过 100℃ / h ~ 15012/ h。锻件经过 650℃ 保温后,心部与表面还可能存在温差,但由于锻件处 于塑性状态,尤其是当锻件加热到临界点温度以上时,相变超塑性伴随产生,因 而导致开裂的可能性极小,此时可按设备功率升温。均温时间凭经验目测决定, 锻件表面温度均匀一致并和炉墙颜色相同时为止,工艺不做要求,均温结束即开 始保温。
冷却工艺
正火和淬火冷却
大型锻件
大型锻件正火冷却通常采用空冷、不同部位采用强力风冷或先进 行短时间喷雾冷却后再采用强力风冷的冷却方式。针对大型锻件的材 料及要求,淬火冷却分别采用油冷、水冷、水一油双介质等冷却方法。 ① 油冷; ②水冷; ③水一油双介质冷却。
在具体操作时应注意以下几点:水冷淬火之前要有较短时间的预 冷,以减小热应力,使工件畸变和开裂倾向减小,而且还可以增加大 型锻件的淬硬层,提高零件的综合力学性能 ;严格控制水油转换时 的空冷时间,不宜超过20s。
BJTU
大型锻件热处理工艺
10224006 郭睿
北京交通大学
北京交通大学
目录
大型锻件
研究原因
大型锻件热处理缺陷
热处理工艺
研究原因
大型锻件
大型锻件是指用1000t或更大吨位水压机或其他 千吨以上压力机生产的锻件。随着大型锻件的尺寸 和重量的增加,热处理时有效厚度也随之发生变化。 由于截面的增大,不可避免地存在成分偏析、非金 属夹杂、显微空隙等冶金缺陷,再加上相变潜热的 影响,在加热和冷却过程中产生的应力较大,极易 引工件的畸变和开裂。
冷却工艺
回火冷却
大型锻件
一般在400℃以上的冷却速度应控制在50℃/h~ 高温回火 (≥450℃)后必须采用水冷或油冷等冷却较5℃/h,对于40Cr、3Cr13 等钢具有明显可逆回火脆性的材料,该种方法将使该材料的冲击韧性 显著降低。回火冷却时应考虑以下两点:①对无高温回火脆性材料, 如45、35CrMo、42CrMo、45CrMo钢等,采用随炉冷却或空冷的缓 慢冷却方式。②对具有高温回火脆性的材料,如40Cr、3Cr13、Crl2 钢等,在低温回火快的方式进行冷却,以避免出现回火脆性,为了进 一步消除由于回火冷却带来的应力,然后补充进行一次400C左右的 去除内应力退火。
结束语
大型锻件
热处理工艺对于去除大型锻件的缺陷有着越 来越重要的作用,对提高锻件质量已经是不可缺 少的工艺过程,进一步研究有效的热处理工艺变 得至关重要。
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