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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