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  模具铸钢件的双相区热处理  

发表人:admin   来源:未知   时间:2018-01-25
  模具铸钢件的双相区热处理
  在对铸钢件的种种要求中,对很多铸钢厂来讲,最难的达标的就是冲击韧度。通常为提高冲击韧度而采取的措施不外以下几种:
   降低含碳量;
   适当提高锰、碳比(Mn/c);
   加入合金元素,如Ni,Cr,Mo等;
   降低含硫量;
   减少钢中的硫比物夹杂,改善硫化物夹杂的形态;
   采用炉外精炼工艺;
   改进热处理。
  上述各项措施中,改进热处理是应当重视的首选方案,因为:
   不导致铸造工艺过程的重大调整;
   不必添加设备;
   生产成本增加很少。
  1.什么是双相区热处理
  铸件的双相区热处理,是在铸件原实施的正火或淬火的基础上,再加以只热到双相区的第二次正火或淬火处理。
  双相区的温度范围视钢的含碳量而定见图1
  含碳量(%)
  图1
  双相区在A1和A3之间,钢在此范围中不完全奥氏体化,组织由α加γ两相构成,所以称为双相区。共析钢没有双相区,所以,这种处理只适用于亚共析钢。钢的含碳愈低,其双相区的范围也就愈宽。
  显微组织为铁素体加珠光体的亚共析钢,加热到A1以上的温度,组织中的相变情况大致如下:
  a.刚超过A1(727℃)
  铁素体基本上保持不变,珠光体逐步转变为奥氏体。新的奥氏体晶粒在珠光体团的边界上生核,珠光体中的片状碳化物粗大化并变成球状。随着转变过程的进行,碳从球状碳化物向不断长大的奥氏体中扩散。这样,就在原有的球光体内形成新的铁素体晶粒。珠光体发生这种转变所需的时间,因钢中合金元素含量和温度而异,但是,在双相区内经1小时大约可完成 90%。由珠光体形成的奥氏体,其初始含碳量接近共析成分(即0.77%左右)。
  b.加热到双相区内较高的温度
  如将钢加热到较高的温度,则奥氏体区会进一步扩大到原有的铁素体中,奥氏体的含碳量也会逐步降低到接近钢的成分。原有的铁素体中也可能形成一些小而孤立的奥氏体。
  铸钢件在双相区保温后再冷却时,生成的奥低体又转变为珠光体和铁素体。处理的主要效果是晶粒组织细化,因而能改善钢的韧性。
  2.热处理工艺要点
  重要的铸钢件,在进行热处理之前应进行一次均匀化退火,以消除魏氏组织。均匀化退火的温度一般在A3以上100-150℃,在此温度下保温后炉冷。一般的铸钢件,可以不进行这种处理。
  除有特殊要求的铸钢件外,一般都采用退火、正火或调质等热处理工艺。
  采用退火处理的铸钢件,对力学性能的要求一般都不高,对这类铸件,不必用双相区处理。
  采用正火或调质处理的铸钢件,如要求改善冲击性能,可进行双相区处理的试验研究,以下意见可作为试验时的参考。
  A.采用正火处理的情况
  碳钢铸件和低合钢铸件,一般都采用正火或正火、回火处理。正火处理时,加热温度应在A3以上30-50℃,保温时间按铸件截面厚度确定,一般为每25mm厚度1小时。
  进行双相区热处理时,将经正火处理的铸件再次加热到A1以上,A3以下的某一温度,保温后空冷。A3的具体值因钢的含碳量和合金元素含量而不同,可从热处理手册中查到,双相区处理的具体温度值值,应由试验的结果确定,可先在试验室用试样作不同的处理,从而选取效果最佳的温度。
  如正火后还需回火,则回火应在双相区处理之后进行。
  B.采用调质处理的情况
  对力学性能要求高的低合金钢铸件,应采用调质处理工艺,调质处理包括淬火和回火两道工序。
  铸钢件淬火时,加热温度一般在A3以上20-30℃。
  调质钢进行双相区热处理,应在淬火之后进行。处理温度的选定与前述正火相同,在选定温度下保温后也淬火冷却,淬火介质与第一次淬火相同。
  双相区处理后,再进行回火处理,回火的温度视要求的硬度而定。
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