鑄件內(nèi)應(yīng)力熱處理
鑄件內(nèi)應(yīng)力熱處理
一.HT的熱處理:
不能改變石墨形狀和消除片狀石墨的有害作用,只用于消除鑄件的鑄造應(yīng)力,穩(wěn)定尺寸。消除白口組織降低硬度以改善其加工性能,增加表面硬度和耐磨性。
1. 時效處理: 形狀復(fù)雜的鑄件由于各部位壁厚均勻而在鑄造廠鑄造過程中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力使鑄件產(chǎn)生變形和開裂,時效處理的目的就是消除這種應(yīng)力。時效處理分自然時效和人工時效。自然時效就是將鑄件露天放置幾個月半年甚至更長,讓鑄件自然緩慢發(fā)生變形從而消除應(yīng)力,這種方法生產(chǎn)周期長,消除應(yīng)力不徹底,已較少采用。人工時效也就是低溫退火,將鑄件以緩慢的升溫速度(60~100℃/h)加熱到520-550℃,保溫一段時間后隨爐以緩慢的速度(20~30℃/h)冷卻至150-200℃,出爐空冷,此時鑄件應(yīng)力基本消除,若加熱過高(超過560℃)或保溫時間過長,反而使珠光體分解從而導(dǎo)致鑄件強度和硬度降低。
2. 石墨化退火: 鑄件冷卻凝固時在表面或某些較薄截面處,由于冷卻速度較快易出現(xiàn)白口組織,使鑄件的硬度和脆性增加,不易切削加工,其處理工藝為:將鑄件加熱到900~960℃保溫1-4h,然后隨爐冷卻。消除白口組織主要通過鑄造工藝來解決。
二.QT的熱處理:通過熱處理可大幅度調(diào)整和改善QT的性能,滿足不同使用要求。常用的熱處理工藝有:退火、正火和等溫淬火等。
1.退火:分為消除鑄造應(yīng)力退火、降溫退火和高溫退火。
a.消除應(yīng)力退火:QT應(yīng)力比HT大1-2倍,對于不再進行其他熱處理的球鐵件往往要進行消除應(yīng)力退火
b.低溫退火:目的是使鑄件中的珠光體的FeC發(fā)生石墨化分解以獲得鐵素體的球體,提高塑性和韌性。其過程是將鑄件加熱到720-760℃。保溫一段時間后隨爐冷至600℃出爐空冷。
c.高溫退火:由于球體白口傾向大,因而在鑄件組織內(nèi)往往存在自由滲碳體為了使自由滲碳體分解(消除白口)進行高溫退火。
2.正火
a.完全奧氏體化正火目的是獲得珠光體球鐵,如QT700-2、QT600-3鑄態(tài)組織無滲碳體視工藝為:鑄件870~940℃1-3h,然后出爐空冷。由于球鐵正火后有較大的內(nèi)應(yīng)力,有些工廠正火后還采用高溫回火。鑄態(tài)組織滲碳體體積分數(shù)≥3%時工藝為鑄件950~980℃2-3h860~880℃1-2h出爐空冷。
b.部分奧氏體化正火:采用較低的加熱溫度內(nèi)部組織反發(fā)生部分奧氏體液化。正火后組織中仍保留部分鐵素體,從而提高塑性和韌性但強度比高溫正火前略低。無滲碳體工藝:鑄件880~900℃1-4h,出爐空冷。滲碳體體積分數(shù)≥3%時,鑄件920~980℃2-3h820~880℃1-2h出爐空冷。
3.等溫淬火:經(jīng)過淬火后是使貝氏體和部分奧氏體,這種組織具有較高的綜合力學(xué)性能(較高強度和韌性)從而具有很好的耐磨性,其工藝為:鑄件860~920℃保溫一段時間待完全奧氏體化后立即放入溫度為250~350℃的鹽浴爐中等溫0.5-1.5h。然后取出空冷。
三. 鑄鋼件的熱處理:鑄鋼件一般都要進行熱處理,目的是細化晶粒,消除魏氏組織和鑄造應(yīng)力,碳素鑄鋼的熱處理方法有完全退火、正火加回火。合金元素有提高淬透性的作用,因此低合金鑄鋼件主要是淬火加回火或正火加回火。
1. 完全退火:將鑄鋼件加熱到奧氏體溫度(上臨界溫度以上30~50℃)并保溫一段時間(根據(jù)鑄鋼件材質(zhì)和壁厚確定),隨爐冷至200~300℃出爐空冷,即鑄件600℃2h830~850℃3-4h200~300℃,出爐空冷。(注意開始加熱速度要慢,速度為100℃/h升溫到600~650℃后再稍加速升溫)
2.正火:鑄件830~900℃2-3h,出爐空冷
3.正火+回火:鑄件600℃2h830~850℃3-4h400~450℃500~600℃200~300℃,出爐空冷。
不同含碳量的碳鋼熱處理溫度及硬度
含碳量(%) |
退火溫度(℃) |
正火溫度(℃) |
回火溫度(℃) |
硬度HBS |
|
退火 |
正火 |
||||
0.10-0.20 |
880~910 |
900~930 |
_ |
115-143 |
126-149 |
0.20-0.30 |
850~880 |
870~900 |
133-156 |
139-169 |
|
0.30-0.40 |
820~850 |
840~870 |
550~650 |
143-187 |
149-187 |
0.40-0.50 |
800~820 |
820~840 |
156-217 |
163-217 |
|
0.50-0.60 |
780~800 |
800~820 |
187-230 |
187-228 |
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