鑄鋼件的化學熱處理是指將鑄件置于一定溫度的活性介質中保溫,使一種或者幾種化學元素滲入表層;瘜W熱處理可以改變鑄件表層的化學成分、金相組織和機械性能。常用的化學熱處理工藝包括滲碳、滲氮、碳氮共滲、滲硼以及滲金屬等。在對鑄件進行化學熱處理的時候,應該綜合考慮鑄件的形狀、尺寸、表面狀態,以及表面熱處理的情況。
滲碳是指將鑄件在滲碳介質中加熱、保溫,然后使碳原子滲入到表層。滲碳的主要目的是為了提高鑄件表面的含碳量,同時在鑄件中形成一定的碳含量梯度。滲碳鋼的含碳量一般為0.1% - 0.25%,以-鑄件芯部有足夠的韌性和強度。
滲碳層的表面硬度一般為56hrc - 63hrc. 滲碳層的金相組織為細針馬氏體 + 少量的殘留奧氏體以及均勻分布的粒狀碳化物。不允許網狀碳化物的存在,并且,殘留奧氏體體積分數一般不超過15% - 20%。
滲碳以后的鑄件的芯部硬度一般為30hrc - 45hrc. 芯部金相組織應為低碳馬氏體或下貝氏體。不允許有塊狀或者沿晶界析出的鐵素體。
在實際生產中,常見的滲碳方法有三種:固體滲碳、液體滲碳和氣體滲碳。
熱處理對鑄鋼件性能的影響
鑄鋼件的性能除了取決于化學成分、鑄造工藝以外,還可以借助不同的熱處理方式使其具有優良的綜合力學性能。熱處理工藝的總的目的是提高鑄件、減輕鑄件重量、延長使用壽命和降低成本。熱處理是提高鑄件的力學性能的重要手段;鑄件的力學性能則是判斷熱處理效果的重要指標。除了下面幾個性能以外,鑄造廠在對鑄鋼件進行熱處理的時候,還必須考慮到加工程序、切削性能和鑄件的使用要求等因素。
1)熱處理對鑄件強度的影響
在鑄鋼成分相同的條件下,經過不同熱處理工藝后的鑄鋼件的強度均有提高的趨勢。一般來講,碳鋼鑄件和低合金鋼鑄件在經過熱處理以后,它們的抗拉強度可以達到414mpa-1724mpa。
2)熱處理對鑄鋼件塑性的影響
鑄鋼件的鑄態組織粗大、塑性偏低。經過熱處理以后,它的組織細化、塑性也會相應提高。尤其是在調質處理(淬火+高溫回火)以后的鑄鋼件的塑性會得到明顯的-。
3)鑄鋼件的韌性
鑄鋼件的韌性指標常常以沖擊試驗進行評定。由于鑄鋼件的強度和韌性是一對矛盾的指標,因此,鑄造廠必須進行綜合考慮來選定合適的熱處理工藝,以便達到客戶所要求的綜合的力學性能。
4)熱處理對鑄件硬度的影響
在鑄鋼的淬透性相同的時候,熱處理以后的鑄鋼件的硬度可以大概反映出鑄鋼件的強度。因此,合金鋼鑄件,硬度可以作為估計鑄鋼熱處理以后性能的直觀指標。一般來講,高密合金鋼鑄件,碳鋼鑄件在經過熱處理以后的硬度可以達到120hbw-280hbw.
奧氏體耐熱鑄鋼含有較多的鎳、錳、氮等奧氏體形成元素,在 600℃以上時,有較好的高溫強度和組織穩定性,焊接性能-。通常用作在 600℃以上工作的熱強材料。典型牌號有 1cr18ni9ti(321), 1cr23ni13(309), 0cr25ni20 (310s),濰坊合金鋼鑄件,1cr25ni20si2(314),2cr20mn9ni2si2n, 4cr14ni14w2mo等。
奧氏體鋼可以采用高溫固溶熱處理,以獲得-的冷變形性。奧氏體熱強鋼則先用高溫固溶處理,然后在高于使用溫度60~100℃條件下進行時效處理,砂鑄合金鋼鑄件,使組織穩定化,同時析出第二相,以強化基體。
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