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回火炉加热工件从入炉升温、加热、冷却时间

1. 入炉温度及升温前的停留时间 

工件经过淬火后,内部尚有未充分转变的过冷奥氏体,在进入回火炉温度下停留时,表面温度升高,心部硬度则继续降低,使心部尚未转变的奥氏体继续分解。所以,在回入炉的低温下长时间停留,实际上是心部继续冷却的过程。回火入炉温度应根据钢的奥氏体等温转变图来确定,一般Ms点附近,停留时间应保证过冷奥氏体得到充分转变。

台车回火炉

       碳钢和低合金钢锻件在淬火冷却中,过冷奥氏体转变已经基本完成,回火入炉后的只是为了减少锻件中的内外温差,以降低锻件中的内应力。

2. 升温、均温和回火保温 

回火加热时所产生的热应力与淬火后的残留应力叠加,可促使工件中的缺陷扩大所以回火加热速度要比淬火加热速度低一些,一般控制在30-100°C/h。

高温回火时,炉测温表到温后即为均温开始,当锻件表面火色均匀且与炉膛颜色一致时即为均温终了。低温回火时无法判断火色,应根据实际经验,选择足够长的回火时间。均温结束即为保温开始。实际上,保温时心部继续升温到回火温度,并完成回火转变过程。淬火后的回火保温时间可选为≈2h/100mm, 而正火后的回火为≈1.5h/100mm.

3. 回火后的冷却与残留应力 

大锻件高温回火后快冷,会引起大的残留应力,其数值主要取决于该钢的弹-塑性转变温度(碳钢和低合金钢为400-450°C, 合金钢为450-550°C) 以上阶段的冷却速度。为了减小锻件中的残留应力,应尽量降低锻件在高温阶段的冷却速度。为了缩短回火冷却时间以提高生产率,锻件在弹-塑性转变温度以下区域可以采取较快的冷却速度。

调质大锻件中的残留应力是热残留应力,沿截面的分布规律是:表面受压,心部受拉,由中心到表面近似为一条不对称的余弦曲线,中心处的输向应力约比切向应力大一倍。必要时可根据锻件用钢的物理参数与回火工艺过程对应力分布曲线进行定量计算。当只须控制锻件表面残留应力时,可以用以下经验公式进行估算。

       通常对重要锻件规定为,经高温回火后工件表面的残留应力值不得高于其屈服强度的10% 或40MPa, 即可由上式算出在高温回火时应当采取的冷却速度。

4. 回火脆性(第二类回火脆性)

用对回火脆性敏感的钢材制造大锻件时,为获得较高的冲击韧度,要求回火后快冷。但这将引起大的残留应力。在不引起回火脆性的温度下(450℃) 再进行补充回火,可使残留应力降低50%左右。为了保证冲击韧度符合要求而残留应力又小,大锻件应采用对回火脆性不敏感的碳钢或添加:(Mo)为0.25%~0.5%或w (W) 为0.5%-1%的合金钢来制造,并尽量降低钢中砷和锅等杂质的含量。

采用合金化的方法来消除大锻件用钢的第二类回火脆性,是有局限性的,关键在于提高钢液的纯净度,尽量减少有害杂质磷、砷、硒、锑的含量及其在晶界上的偏析程度。

大型锻件回火热处理工艺数据:

一般常用大锻件用钢,按其导热性能,碳化物溶解的难易程度以及对终冷温度的要求,可划分为以下四组:

第一组 碳含量(质量分数)小于0.45%的碳素结构钢及低合金结构钢;

第二组 碳含量(质量分数)大于0. 45%的碳素结构钢及低合金结构钢;

第三组 中、高合金结构钢;

第四组 工模具钢。

一般大型锻件的第二热处理工艺按工件截面大小具体选定工艺参数。对截面更大、合金元素很高的重要锻件应参考相关专业资料。


Tags:回火炉


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