热处理淬火+回火攻关

热处理淬火+回火攻关

热处理淬火+回火工艺试验

热处理生产以来，从未进行过实际意义上的淬火，相近的只进行过正火+快冷工艺。故对淬火工艺只是尝试阶段，而淬火是强化材料最有效的热处理工艺方法，其工艺参数的选择直接影响着材料的性能。这就要求我们不断创新，改进工艺，有效地发挥出材料的潜力，节约能源，降低生产成本。所以进行热处理淬火+回火工艺试验是十分必要的。此实验由李自运工程师做技术指导，研究淬火对品种钢强度提高幅度，根据标准，确定回火工艺（避免产生回火脆性，使其达到塑韧性的指标），最少完成两种品种钢的淬火+回火工艺参数，并为下一步高温淬火和亚温淬火提供技术数据支持。钢的淬火回火工艺参数的确定1淬火加热温度的确定

按常规工艺，亚共析钢的淬火加热温度为Ac3＋（30～50℃）；共析和过共析钢为Ac1＋（30～50℃）；合金钢的淬火加热温度常选用Ac1（或Ac3）＋（50～100℃）；高合金钢含有大量高熔点碳化物，要增大奥氏体化程度，淬火加热温度更高，有些已达到接近熔点的程度。

为了达到钢所要求的不同性能，淬火加热温度正在向高或低两个方面发展。亚温淬火就是将淬火温度降至Ac3点以下5～10℃的α＋γ两相区，在保留大约10%～15％未溶铁素体状态进行淬火，在保证强度及较高硬度的同时，塑性、韧性得到改善，淬火变形或开裂明显减少，回火脆性也有所减弱。

随着对亚共析钢所要求的性能而异，其淬火温度的选择有很大的灵活性。但是不论提高或是降低温度，均是以钢的临界点Ac3为主要依据。因此，正确掌握钢的Ac3点极其重要。引进或国内新开发的工程机械斗齿用低合金耐磨钢（如ZG30CrMn2SiReB钢为亚共析钢），为发挥钢的潜力，获得耐磨性和一定的强韧性，所采用的淬火温度均高于传统温度90～120℃。

高合金钢的淬火温度同样也有很大变动，由定性逐步向定量化过渡，使所选择的淬火温度更切合实际。由平衡碳的概念决定正常淬火温度。平衡碳CS＝0.033wW＋0.063wMo＋0．06wCr＋0．2wV

钢的碳饱和度A为钢中实际碳量C实与平衡碳CS之比，即A＝C实／CS。由计算出的不同A值来决定所对应的最佳淬火温度，可获得满意的质量要求。也可以以碳化物溶解温度为依据，决定高速钢淬火温度的方法，即

TS（°F）＝2310－200wC＋40wV＋8wW＋5wMo±12T淬（°F）＝TS－（35～50）

2加热时间的确定

为了降低生产成本，提高生产效率，缩短加热时间是有效而简便的方法。经大量测试对比发现，确定加热时间的传统方法存在一些问题。有人试验提出表1所示加热时间更适合于实际，比传统加热时间明显减少。

表1按τ＝kW计算保温时间推荐的W值工件形状板状W／cm（1／6～1／2）Bk／mincm7.－1对于钢板的加热时间，厚度方向达到淬火效果也仅是一定深度，在加热时完全热透，不仅延长时间、浪费能源，而且冷却过程要散失的热量相对增多，其冷却强度下降，使实际淬火效果变差。测试发现，奥氏体相变一般不超过几分钟，所以加热时间以保证工件截面内外温度一致为准，以此为依据就是零保温的新概念。3冷却速度的确定

为了使钢淬火冷却更适宜，选择介质及冷却强度应依据钢的临界冷却速度。热处理不同类型的计算式或模型：

(1)获得马氏体的临界冷却速度

lgv1＝9.81－（4.26wC＋1.05wMn＋0.54wNi＋0.5wCr＋0.66wMo＋0.00183PA）

（2）获得贝氏体的临界冷却速度

lgv2＝10.17－（3.08wC＋1.07wMn＋0．70wNi＋0.57wCr＋1.58wMo＋0．0032PA）（℃／h）式中PA奥氏体化参数。

由于工件“淬火质量效应”的影响，不同截面的工件的实际冷却速度有很大变化，为此有人提出水、油淬时的截面与冷却强度的定量关系：

式中H1、H0分别为不同搅拌态和静止状态下的冷却强度。喷冷淬火解决了钢板淬火冷却不足的难题，通过调节喷液压力、流量和时间来控制冷却强度，实现计算机控制，满足大批量淬火的需要。另外，喷冷淬火远可控制工件冷却至一定程度，使其保留一定余温，利用余热进行自回火。节能、省时、高效，很有发展潜力。这就是我们辊压式淬火炉（3350线）的应用原理。4淬火效果评定

评定钢的淬透性逐步量化，即由相应的公式计算应用公式如下：

＋16wMn＋35wMo＋5wSi-0.82KASTM

式中E至淬火端距离，mmKASTM晶粒度等级

钢种仅采用硬度评定尚感不足，必须配合组织观察和性能测试。达到最高的淬火硬度的工艺参数并非性能最佳，而采用比获得最高硬度更高的淬火温度，硬度虽然略有下降，但是耐磨性和强韧性为最佳。

5回火工艺的确定

通常钢的回火工艺参数是依据钢所要求的硬度和力学性能从有关手册选择的（利用淬火得到的指标，来确定回火温度），为了提高生产效率，开发出了快速回火工艺方法。快速回火原理是基于回火参数P与钢的性能和硬度的约束关系。即回火工艺参数相等时，所获得的

硬度或力学性能基本相同。回火参数P＝（θ＋273）（wC＋lgt）是温度θ和时间t的函数，要获得同样的回火效果，可以由不同的θ和t进行组合。多次重复回火的实际效果，总结提出了衡量多次回火的累积作用。如钢在各温度条件下的回火参数分别为P1、P2，其累积总回火参数P总可表示为：P总＝lg（10P1＋10P2）

具体技术资料：1、热处理工艺及设备计算

2、钢的化学成分及热处理参数手册

根据以上两种资料对淬火+回火工艺进行确定和试验。

轧钢厂服务部技术科201*年7月20日

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