45鋼和40Cr調質的熱處理工藝
8 E0 }/ C4 F% E2 z) W調質是淬火加高溫回火的雙重熱處理，其目的是使工件具有良好的綜合機械性能。7 b$ |" j1 ?* P, {! E/ P
調質鋼有碳素調質鋼和合金調質鋼二大類，不管是碳鋼還是合金鋼，其含碳量控制比較嚴格。如果含碳量過高，調質后工件的強度雖高，但韌性不夠，如含碳量過低，韌性提高而強度不足。為使調質件得到好的綜合性能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。4 a0 b# j! S% Y+ ]3 a: O
調質淬火時，要求工件整個截面淬透，使工件得到以細針狀淬火馬氏體為主的顯微組織。通過高溫回火，得到以均勻回火索氏體為主的顯微組織。小型工廠不可能每爐搞金相分析，一般只作硬度測試，這就是說，淬火后的硬度必須達到該材料的淬火硬度，回火后硬度按圖要求來檢查。, N& ] G4 D& d4 w, f
工件調質處理的操作，必須嚴格按工藝文件執行，我們只是對操作過程中如何實施工藝提些看法。
! J1 B- f3 e6 m: `1、 45鋼的調質
/ [8 K5 A3 Y7 R3 J, t1 u% v45鋼是中碳結構鋼，冷熱加工性能都不錯，機械性能較好，且價格低、來源廣，所以應用廣泛。它的最大弱點是淬透性低，截面尺寸大和要求比較高的工件不宜采用。( Y3 c% B4 T, I: G" w
45鋼淬火溫度在A3+(30~50) ℃，在實際操作中，一般是取上限的。偏高的淬火溫度可以使工件加熱速度加快，表面氧化減少，且能提高工效。為使工件的奧氏體均勻化，就需要足夠的保溫時間。如果實際裝爐量大，就需適當延長保溫時間。不然，可能會出現因加熱不均勻造成硬度不足的現象。但保溫時間過長，也會也出現晶粒粗大，氧化脫碳嚴重的弊病，影響淬火質量。我們認為，如裝爐量大于工藝文件的規定，加熱保溫時間需延長1/5。1 c5 E* C6 ]0 {6 m: ^3 a# m, V4 o
因為45鋼淬透性低，故應采用冷卻速度大的10%鹽水溶液。工件入水后，應該淬透，但不是冷透，如果工件在鹽水中冷透，就有可能使工件開裂，這是因為當工件冷卻到180℃左右時，奧氏體迅速轉變為馬氏體造成過大的組織應力所致。因此，當淬火工件快冷到該溫度區域，就應采取緩冷的方法。由于出水溫度難以掌握，須憑經驗操作，當水中的工件抖動停止，即可出水空冷（如能油冷更好）。另外，工件入水宜動不宜靜，應按照工件的幾何形狀，作規則運動。靜止的冷卻介質加上靜止的工件，導致硬度不均勻，應力不均勻而使工件變形大，甚至開裂。, Y2 w6 |! I+ b3 O5 F) h3 o+ k
45鋼調質件淬火后的硬度應該達到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就說明工件未得到完全淬火，組織中可能出現索氏體甚至鐵素體組織，這種組織通過回火，仍然保留在基體中，達不到調質的目的。
4 G3 i7 v* L) w2 g: q45鋼淬火后的高溫回火，加熱溫度通常為560~600℃，硬度要求為HRC22~34。因為調質的目的是得到綜合機械性能，所以硬度范圍比較寬。但圖紙有硬度要求的，就要按圖紙要求調整回火溫度，以保證硬度。如有些軸類零件要求強度高，硬度要求就高；而有些齒輪、帶鍵槽的軸類零件，因調質后還要進行銑、插加工，硬度要求就低些。關于回火保溫時間，視硬度要求和工件大小而定，我們認為，回火后的硬度取決于回火溫度，與回火時間關系不大，但必須回透，一般工件回火保溫時間總在一小時以上。8 W1 U; o% D# O2 Y
2、40Cr鋼的調質處理$ J# H& s3 q6 h& V9 E1 @4 w
Cr能增加鋼的淬透性，提高鋼的強度和回火穩定性，具有優良的機械性能。截面尺寸大或重要的調質工件，應采用Cr鋼。但Cr鋼有第二類回火脆性。1 g$ @: F% d* N5 c3 A5 U& e) w
40Cr工件調質的淬回火，各種參數工藝卡片都有規定，我們在實際操作中體會是：
, j$ E4 g ?' w( `! O4 V（一）40Cr工件淬火后應采用油冷，40Cr鋼的淬透性較好，在油中冷卻能淬硬，而且工件的變形、開裂傾向小。但是小型企業在供油緊張的情況下，對形狀不復雜的工件，可以在水中淬火，并未發現開裂，只是操作者要憑經驗嚴格掌握入水、出水的溫度。9 |+ S. E, q3 i% {
（二）40Cr工件調質后硬度仍然偏高，第二次回火溫度就要增加20~50℃，不然，硬度降低困難。% [8 C) f" P! `% U& A6 `. L q* G$ E
（三）40Cr工件高溫回火后，形狀復雜的在油中冷卻，簡單的在水中冷卻，目的是避免第二類回火脆性的影響?；鼗鹂炖浜蟮墓ぜ?，必要時再施以消除應力處理。! ]$ m, Q5 n$ v2 W
影響調質工件的質量，操作工的水平是個重要因素，同時，還有設備、材料和調質前加工等多方面的原因，我們認為：9 x% F, T1 v% ^' T8 }* x s3 T2 H- i
（一）工件從加熱爐轉移到冷卻槽速度緩慢，工件入水的溫度已降到低于Ar3臨界點，產生部分分解，工件得到不完全淬火組織，達不到硬度要求。所以小零件冷卻液要講究速度，大工件予冷要掌握時間。
" F3 q g, t5 V: Y（二）工件裝爐量要合理，以1~2層為宜，工件相互重疊造成加熱不均勻，導致硬度不勻。* Z' p4 u7 u0 q3 N/ L v$ D1 m2 H E
（三）工件入水排列應保持一定距離，過密使工件近處蒸氣膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。
: ~. \4 f& @7 o5 w（四）開爐淬火，不能一口氣淬完，應視爐溫下降程度，中途閉爐重新升溫，以便前后工件淬后硬度一致。- U; p- V7 Q7 \. R: b
（五）要注意冷卻液的溫度，10%鹽水的溫度如高于60℃，不能使用。冷卻液不能有油污、泥漿等雜質，不然，會出現硬度不足或不均勻現象。
) J! v' f! ^8 A+ Z8 M（六）未經加工毛坯調質，硬度不會均勻，如要得到好的調質質量，毛坯應粗車，棒料要鍛打。
* Z, p& z4 }3 }( I% ?- q（七）嚴把質量關，淬火后硬度偏低1~3個單位，可以調整回火溫度來達到硬度要求。但淬火后工件硬度過低，有的甚至只有HRC25~35，必須重新淬火，絕不能只施以中溫或低溫回火以達到圖紙要求完事，不然，失去了調質的意義，并有可能產生嚴重的后果。
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發表于 2011-6-12 17:32:03
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