碳鋼鑄件的熱處理

碳鋼鑄件的熱處理

  碳鋼鑄件通常采用的熱處理方式有退火、正火或正火加回火。

  經正火處理的鑄鋼，其力學性能較退火的略高些。由于組織轉變時的過冷度較大，硬度

也略高，切削性能因而也較好。目前生產中采用正火方式處理者居多。

  含碳量較高且形狀較復雜的碳鋼鑄件，為消除殘留應力和改善韌性，可在正火后予以回

火處理�；鼗饻囟纫�550～650℃為宜，然后在靜止空氣中冷卻。

  含碳量在3．5％以上的鑄造碳鋼件也可采用調質(淬火+回火)處理，以改善其綜合力

學性能。小型碳鋼鑄件可由鑄態直接進行調質處理；大型或形狀復雜的碳鋼鑄件，則宜在正

火處理后再進行調質處理。表4．2為碳鋼鑄件的退火工藝及退火后硬度。表4．3為碳鋼鑄件

4·3·2  中、l氐合金鋼鑄件的熱處理

    中、低合金鑄鋼含有少量硅、錳、鉻、鉬、鎳、銅和釩等合金元素(總含量<8％)，具有較好

的淬透性，經適當的熱處理后可獲得良好的綜合力學性能。中、低合金鑄鋼的熱處理特點如下。

    ①中、低合金鋼鑄件大多用于汽車、拖拉機等力學工業要求有良好強度和韌性的重要

部件。一般來說，對于要求抗拉強度小于650MPa者，施以正火+回火工藝；而對于要求大

于650MPa者，則采用淬火+回火工藝，處理后組織為回火索氏體。這比正火或退火所得珠

光體及鐵素體組織具有更高的強度和良好的韌性。這種熱處理通常稱為調質處理。但當鑄件

形狀及尺寸不宜淬火時，則宜采用正火+回火取代調質處理，而所得力學性能也較之略訊

    ②中、低合金鑄鋼件在調質處理前最好進行一次正火或正火+回火預處理，以細化晶粒，

均勻組織，提高最終調質處理的效果，也有利于減少鑄態組織對調質后鑄鋼的性能的影響，以避

免鑄件內部鑄造應力而導致鑄件淬火時變形或開裂的可能性。對于含C0．2％以下的低碳低合金鋼

鑄件，調質前可采用正火預處理。表4．5為常用低合金鑄鋼的正火或正火+回火溫度范圍。

  ③中、低合金鋼鑄件的淬火處理要求盡可能得到完全馬氏體組織。為此，應根據鑄鋼

的牌號、淬透性和鑄件壁厚形狀等來選擇淬火溫度和冷卻介質。表4．6為常用低合金鋼鑄件

洇質處理的規范。

  ④中、低合金鑄鋼件淬火后應立即回火，調整鑄鋼的淬火組織，以達到所需的綜合力

學性能要求，同時消除淬火應力，防止淬火鑄件變形或開裂。圖4．1為三種低合金鋼的回火

特性曲線。表4．7為常用變形調質低合金鋼回火溫度與回火后硬度的關系。

    ⑤韌化處理是一種在不降低鋼的強度的條件下，改善其塑性、韌性的處理工藝。它適

用于中碳低合金高強度鋼鑄件。

    (1)高溫淬火工藝

    中碳低合金鋼以正常溫度淬火后，其組織以片狀馬氏體為主。提高淬火溫度，則淬火后

的組織中以板條狀馬氏體為主。其特點是強度高，韌性好，且消除了鋼中有害雜質在晶界上

的吸附，有利于鋼的韌性改善。

    (2)亞臨界(兩相)區淬火工藝

    低碳低合金鑄鋼一般采用完全淬火。其淬火組織中常因有沿晶界析出的共析鐵素體，降

低了鋼的韌性。而兩相區淬火即為在溫度A。，～A。之間淬火。其淬火組織為馬氏體和均勻分

布的細小鐵素體的復相組織，減少了一般淬火鑄鋼回火脆性的危險，顯著地提高了鑄鋼的韌

性，降低了鑄鋼的低溫脆變溫度。

    (3)細化或超細化處理工藝

    對于高碳過共析低合金鑄鋼，細化其碳化物，并改善其分布特性，是提高該鋼種韌性

的有效方法。圖4．2為ZGCrl5鋼細化晶粒處理工藝。此工藝特點是采用高溫，固溶鋼中

的過剩碳化物，而后在625～650。C完成珠光體轉變，以此預處理作為鋼的最終熱處理前

的準備，以獲得較細晶粒組織，提高鑄鋼的韌性。表4．8為中、低合金鋼鑄件的常用熱

虛b理規范。