在锻造成形过程中,锻伴各鑲分所经受的变形程度、终锻温度和冷却速度等工艺条件是不一致的,因此冷却后,在锻件内部会存在组织不均匀、残余应力和加工硬化等现象。为了保证锻件质量,需要进行热处理。锻件在锻造变形之后、机械加工之前进行的热处理,称为锻件热处理:有些锻件在机械加工后,还需要再次进行热处理,称为最终(零件)热处理。通常,锻件热处理是在锻造车间进行的。
锻件热处理的目的是:调整锻件的硬度,以便于缎件进行后续的机械加工;消除锻件内应力,以免在后续的机械加工时变形;改善锻件内部组织、细化晶粒,为最终热处理做好组织准备;对于不再进行最终热处理的锻件,应保证达到零件规定的力学性能要求。
锻件常采用的热处理方法有退火、正火、调质等。各种钢锻件热处理的加热温度范围。
1.退火
常用的退火方法有完全退火和球化退火。亚共析钢锻件一般采用完全退火;共析钢和过共析钢锻件经常采用球化退火。完全退火是把锻件加热到Ac3以上30一50℃,经过一定时间保温后随炉缓冷,可以获得平衡状态的组织。球化退火是将铅件加热到Acl以上10一20℃,经较长时间保温后随炉缓冷,钢中渗碳体凝聚成球状,从而获得球状的珠光体组织。
碳素钢、中高合金钢锻件,经过退火处理,由于再结晶的作用,能够细化晶粒、消除残余廊、降低锻件硬度、提高塑性和韧性、改善切削性能,并能够为最终热处理作组织准备。
2.正火
对于钢锻件,除了细化晶粒、消除内应力以外,为了增加强度和韧性,或者为了消除网状的碳化物,可以采用正火:把锻件加热到Ac3或Acm以上50~70℃,有些高合金钢锻件加热到Ac3或Acm以上100~150℃,保温后在空气中冷却。如果正火后锻件硬度较高,为了降低锻件硬度,还应该进行回火,回火温度一般为560一660℃。正火与退火相似,但比退火生产周期短,操作简单。
3.调质
一些亚共析钢和低合金钢锻件,尤其是不再进行最终热处理时,为了获得良好的综合力学性能,可以采用调质处理,即淬火后再进行高温回火。
4.淬火、回火
淬火是为了获得不平衡组织,以提高强度和硬度,将锻件加热到Ac3以上30一50℃(亚共析钢)或Acl和Acm之间(过共析钢),经保温后进行急冷。回火是为了消除淬火应力,获得较稳定组织,将锻件加热到Acl以下某一温度,保温一定时间,然后空冷或快冷。
模锻件热处理要按一定的热处理规范进行,热处理规范根据锻件钢种、截面尉。其内容包括加热温度,保温时间及冷却方化曲线(热处理曲线)来表示。
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