中、低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(合金元素總的質量分數小于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：
    (1)中、低合金鑄鋼件大多用于汽車、拖拉機等機械工業(yè)要求有良好強度和韌性的重要部件。一般來說，對于抗拉強度要求小于650MPa者，施以正火+回火處理；而對于抗拉強度要求大于650MPa者，則采用淬火+回火處理，熱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。這種熱處理通常稱之為調質處理。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淬火鋼略低。
    (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，增加最終調質處理的效果，也有利于減少鑄態(tài)組織對調質后鑄鋼性能的影響，以及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。對于碳的質量分數在0．2％以下的低碳低合金鑄鋼件調質前可采用正火預處理。表11—13為常用低合金鑄鋼件的正火或正火+回火溫度范圍。
    (3)中、低合金鑄鋼件的淬火處理要求盡可能得到馬氏體組織。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。圖11-20為低合金鑄鋼中碳的質量分數和組織中馬氏體體積分數對硬度的影響。表11-14為常用低合金鋼鑄件調質處理規(guī)范。
    (4)中、低合金鋼鑄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ll—21為三種低合金鑄鋼的回火溫度與硬度的關系曲線。表ll—15為常用變形調質低合金鋼回火溫度與回火后硬度的關系，供參考。
    (5)韌化處理是一種在不降低鋼的強度條件F，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(qū)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析出的共析鐵素體，降低了鋼的韌性。而兩相區(qū)淬火即為在溫度Ac。～Ac。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。低碳鋼在雙相區(qū)淬火并具有鐵素體+馬氏體組織的稱為雙相鋼。低碳鋼雙相區(qū)淬火工藝示意圖如圖ll-22所示。值得注意的是：隨著鋼中含碳量的增多，雙相鋼的強度增大，伸長率下降。而與一般雙相鋼相比較，雙相區(qū)二次淬火后，鋼的強度和塑性同時得到了提高，其中尤其是塑性的提高更為顯著。
    3)細化或超細化處理：對于高碳低合金過共析鑄鋼，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11-23為鑄造工具鋼碳化物微細化淬火工藝曲線。此工藝特點是采用高溫來固溶鋼中的過剩碳化物，而后油冷淬火，得到馬氏體+殘余奧氏體組織，而后在350～450。C回火。得到貝氏體及回火馬氏體，并同時得到極細的顆粒狀碳化物。以此預處理作為鋼最終熱處理前的準備，以獲得較細顆粒碳化物組織，提高鑄鋼的性能。