铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以保证产品质量和节约成本为目的。
1) 加热
加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。
(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是快速均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求。
(2) 加热速度。对于一般铸钢件,可以不限制加热速度,用炉子的功率加热。采用热炉装料可大大缩短加热时间和生产周期。事实上,在快速加热的情况下,铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低,能耗增加,铸件表面氧化脱碳严重。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件,应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热(600℃以下)或保持中低温,然后在高温地区采用快速加热。
2) 保温
铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件(约20℃)。对于共析钢铸件,应保证碳化物能迅速结合到奥氏体中,并保证奥氏体能保持细小晶粒。
铸钢件的保温时间应考虑两个因素:一是使铸件表面和型芯的温度均匀,二是保证组织的均匀性。因此,保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说,合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间,应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。
3) 冷却
钢铸件保温后可采用不同速度冷却,以完成金相转变,获得所需的金相组织,达到规定的性能指标。一般来说,定制中碳钢铸件厂,提高冷却速度有助于获得良好的组织和细化晶粒,从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快,则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。
铸造合金钢
铸钢是指用于制造铸钢件的钢材。当铸件的强度较高,使用铸铁达不到要求时,应选用铸造合金钢。但铸钢的钢水流动性不如铸铁,所以浇注结构的厚度不宜过小,形状不宜过于复杂。当硅含量控制在上,可以提高钢水的流动性。铸钢按其品种和用途可分为通用工程铸钢、焊接结构铸钢、不锈钢铸钢和耐热钢铸钢。
铸钢按化学成分可分为铸合金钢和铸碳钢,按特性还可分为铸工具钢、铸特种钢、工程结构铸件和铸合金钢。铸造合金钢可分为铸造低合金钢(合金元素总量≤5%)、铸造合金钢(合金元素总量为5%~10%)和铸造高合金钢(合金元素总量≤5%)元素大于或等于 10%)。
中、低合金钢是合金元素(主要是指硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等化学元素)含量小于8%的合金钢。中、低合金钢铸件具有较好的淬透性,中碳钢铸件,经过适当的热处理以后可以获得良好的综合力学性能。
中低合金钢铸件的热处理的特点:
1. 中低合金钢铸件大多数用于汽车、拖拉机、火车、工程机械、液压系统等机械工业。这些行业要求铸件具有良好的强度和韧性。对于要求抗拉强度小于650 MPa的的铸件,山东中碳钢铸件生产厂家,一般采用正火 回火热处理;对于要求抗拉强度大于650 MPa的中低合金铸钢件,则采用淬火 高温回火热处理。调质处理后铸钢件的金相组织是回火索氏体,从而得到更高的强度和良好的韧性。但是,非标中碳钢铸件厂,当铸件的形状及尺寸不适宜淬火的时候,则应该采用正火 回火代替调质处理。
2. 中低合金铸钢件在调质处理以前好进行一次正火或者正火 回火预处理。这样,可以使铸钢件晶粒细化、组织均匀,从而增强终调质处理的效果,也有利于避免铸件内部的铸造应力的不良影响。
3. 中低合金铸钢件在淬火处理以后要尽可能得到马氏体组织。为达到此目的,应该根据铸钢的牌号、淬透性和铸件壁厚、形状等因素来选择淬火温度和冷却介质。
4. 为了调整铸钢的淬火组织、消除淬火应力,中低合金铸钢件在淬火后应立即进行回火。
5. 在不降低铸钢件的强度的前提下,中碳低合金高强度铸钢件可以进行韧化处理。韧化处理可以改善铸钢件的塑性和韧性。
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