调质钢含碳量高,含有不同量的合金元素,在锻造等热处理后其显微组织变化很大。 为了改善可加工性以及热加工引起的粗晶粒和带状组织,调质钢在加工前需要预先热处理。 中低淬透性调质钢的预热处理大多采用完全退火或正火处理。淬透性高的调质钢可采用等温延迟点火或正火+4c,以及以下超高温回火处理
调质钢的*终热处理工艺是淬火和高温回火。 调质钢淬火时,将钢零件加热到Ac3以上20 ~ 30 y(约850度)进行淬火,具体温度需根据钢的成分确定。 含碱钢的淬透性对淬火温度的高低l点很敏感。因此,加热必须严格按照规定的温度进行。如果温度过高或过低,淬透性会降低。 淬火介质应根据钢零件的尺寸和钢的淬透性选择。 在实际生产中,除碳钢外,普通合金调质钢零件都在油中淬火,而合金元素含量高、淬透性特别大的钢零件甚至可以通过空冷淬火得到马氏体组织。
淬火只是调质钢*终热处理的**步 淬火状态下的钢内应力大,非常脆,不能直接进行消除应力、增加韧性、调整强度和硬度所需的第二次热处理工艺——回火。 回火是*终确定调质钢机械性能的*重要过程。 为了使调质钢具有良好的综合力学性能,调质钢零件一般在500~600℃回火,得到回火索氏体 具体回火温度取决于钢的成分和机械性能要求。 通过调节不同的回火温度可以获得不同的硬度和其他机械性能。 调质钢经高温回火后获得优异的综合力学性能。如果零件表面也需要良好的耐磨性,应进行表面淬火或化学热处理,如氮化处理。
调质钢也可用于中低温回火。其结构为回火屈氏体和回火马氏体。与回火索氏体相比,其冲击韧性降低,强度提高。适用于对塑性和韧性要求较低的低能量冲击条件下工作的机械零件。它能充分发挥材料的强度潜力。例如,模锻锤杆和套筒轴可以在中温下回火。凿岩机活塞和球头销可采用低温回火。 图3.2是40cr钢在不同回火温度下的力学性能变化。
以下是40cr钢拖拉机连杆螺栓的一个实例(图3.3),说明热处理工艺方案的选择和加工工艺路线的安排:
螺栓在工作过程中承受拉伸应力,冲击性能周期性变化,装配过程中承受预应力,因此要求具有足够的强度、冲击韧性和抗疲劳性,即良好的综合机械性能。
生产连杆螺栓:[技术路线是:下料>锻造>退火(或正火) >加工(粗加工) >回火>加工(精加工) >装配
退火(或正火)被用作预热处理,其主要目的是改善锻造结构,细化晶粒处理,并为随后的淬火和回火处理准备结构。
淬火和回火热处理-淬火;加热温度840×10℃,油冷却得到马氏体组织
回火:加热温度520*10氖,水冷(防止第二类回火脆性)
淬火回火热处理后,金相组织应为回火索氏体,不允许有大量铁素体,否则强度和韧性会降低。其硬度约为263~322HBS
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