鑄鋼件熱處理的主要工藝要素

    鑄鋼件的熱處理由加熱、保溫和冷卻三個階段組成。其工藝參數的確定，均以保證產品質量和節約成本為依據。圖11—2給出了鑄鋼件幾種熱處理規范示意圖。
    1：加熱  加熱是熱處理過程中能耗最大的工序。加熱過程的主要技術是選擇適當的加熱方式、加熱速率及裝料方式。
    (1)加熱速率：對于一般中小型鑄鋼件，可以不限制加熱速率，采用爐子的最大功率加熱。采用熱爐裝爐可極大地縮短加熱時間和生產周期。實際上快速加熱條件下，鑄件表面與心部之間無顯著的溫度滯后(見圖ll—3)。而緩慢加熱將導致生產效率降低、能耗增大以及造成鑄件表面嚴重氧化和脫碳。但對于一些形狀結構復雜、壁厚較大、在加熱中易生產較大的熱應力而導致變形或開裂的鑄件，則應控制加熱速率。一般可以采取低溫慢速加熱(600。C以下)或在低、中溫區停留一、二次等工藝方法，在高溫區仍可以采用快速加熱升溫。
    (2)加熱方式：鑄鋼件加熱方式有輻射加熱、鹽浴加熱和感應加熱等。加熱方式的選擇原則是快速均勻、便于控制及高效低成本。一般應考慮鑄件的結構尺寸、化學成分、熱處理工藝和質量要求等。
    圖11—3低舍金鋼鑄件(截面76ram)在不同溫度下裝爐的加熱曲線
    I--950。C入爐  2～670。C入爐3一冷爐
    ——試樣表面．…一試樣心部
    (3)裝料方式：鑄件在爐內的堆放方式應予以足夠的重視。基本原則是，充分利用有效空間、確保均勻受熱條件并防止鑄件變形。
    2．保溫  鑄鋼件奧氏體化保溫溫度應根據鑄鋼的化學成分和要求的性能選定。一般比類同成分的鍛鋼件略高些(高20。C左右)。對亞共析鋼鑄件，以碳化物能較快地溶入奧氏體，并兼顧奧氏體能保持細晶粒為原則，一般在Ac。溫度以上30～50。c。正火的溫度比退火或淬火的稍高些。過共析鋼鑄件正火時應加熱到Ac。溫度以上。淬火時則在Ac。溫度以下和Ac。溫度以上，避免殘余奧氏體量過多。對于晶粒長大傾向顯著的鑄鋼(如錳鋼)，淬火保溫溫度宜取下限。厚截面鑄件的奧氏體化保溫溫度通常取上限。鑄鋼件熱處理保溫時間的確定應考慮兩個方面因素：一是使鑄件表面與心部溫度均勻一致；二是組織均勻化。因此保溫停留時間主要取決于鑄件的導熱性能、斷面壁厚及合金元素等因素。一般合金鋼鑄件比碳鋼鑄件需更長的保溫時間，鑄件壁厚通常是估計保溫時間的主要依據。根據經驗，每25mm壁厚保溫lh。大于25ram者，每增加25ram延長保溫時間lh。對于回火處理、時效處理時的保溫時間，應考慮熱
處理的目的、保溫溫度及元素擴散速度等因素，其保溫時間應比正火或淬火時的保溫時間長，一般為正火或淬火時保溫時間的l．5～2倍。
    3＆#8226;冷卻  鑄鋼件在保溫后可采取不同的速率冷卻完成鋼中相的轉變，以獲得所要求的金相組織，并達到規定的性能指標。一般說來，加大冷卻速率有利于獲得良好的組織狀態并細化晶粒，從而提高鋼的力學性能。但太大的冷卻速度容易使鑄件產生較大的應力，對于結構復雜的鑄件可能導致變形或開裂。回火保溫后的冷卻方式，一般并元特別嚴格的要求，只是對一些有回火脆性敏感的低合金鑄鋼，回火保溫后的冷卻特別重要，宜采用快冷方式，以便盡快通過回火脆性區，避免降低鑄鋼的韌性。鑄鋼件熱處理冷卻介質常用的有空氣、油、水、鹽水及熔鹽等。