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大型锻件的热处理剖析

大型锻件 本作品采用知识共享署名-非商业性使用 2.5 中国大陆许可协议进行许可。 专业交流 模板超市 设计服务 本作品的提供是以适用知识共享组织的公共许可( 简称“CCPL” 或 “许可”) 条款为前提的。本作品受著作权法以及其他相关法律的保护。对本作品的使用不得超越本许可授权的范围。 如您行使本许可授予的使用本作品的权利,就表明您接受并同意遵守本许可的条款。在您接受这些条款和规定的前提下,许可人授予您本许可所包括的权利。 查看全部… NordriDesign?中国专业PowerPoint媒体设计与开发 BJTU 北京交通大学 郭睿 大型锻件热处理工艺 北京交通大学 目录 研究原因 大型锻件热处理缺陷 热处理工艺 研究原因 大型锻件是指用1000t或更大吨位水压机或其他千吨以上压力机生产的锻件。随着大型锻件的尺寸和重量的增加,热处理时有效厚度也随之发生变化。由于截面的增大,不可避免地存在成分偏析、非金属夹杂、显微空隙等冶金缺陷,再加上相变潜热的影响,在加热和冷却过程中产生的应力较大,极易引工件的畸变和开裂。 图示_02 大型锻件热处理 冷硬现象 晶粒不均匀 大晶粒 飞边裂纹 龟裂 裂纹 带状组织 碳化物偏析级别不符要求 飞边裂纹 常见缺陷 局部充填不足 热处理工艺 正火和淬火的加热 正火和淬火的加热 回火加热 正火和淬火冷却 回火冷却 正火和淬火的加热 大型锻件特别是合金钢锻件,在加热方式上应采用阶梯升温方式加热。有关资料表明l2 J大型锻件在350℃~500℃以及600℃~800℃时工件表面与心部存在最大温差,差值在300℃~400℃左右。因此采用在450℃与650℃保温一段时间,然后再升温的加热方法是比较合适的。大型锻件正火和淬火加热温度的选择,理论上与小型锻件是一致的,应取理论加热温度的上限,以保证偏析区也能达到相应的正火或淬火温度,使工件充分奥氏体化。装炉温度≤400℃,并在450℃保持一定时间,以进一步减小锻件在蓝脆温度范围(250℃ ~350℃)内的温差。在450℃保温之前由于锻件温度低,仍处于线弹性状态,如果表面与心部温差引起的热应力过大,可致锻件在加热过程中早期开裂。因此,保温前加热速度一般控制在30℃/h-70℃/h;450℃保温后可适当加快升温速度但不能超过100℃/h~15012/h。锻件经过650℃保温后,心部与表面还可能存在温差,但由于锻件处于塑性状态,尤其是当锻件加热到临界点温度以上时,相变超塑性伴随产生,因而导致开裂的可能性极小,此时可按设备功率升温。均温时间凭经验目测决定,锻件表面温度均匀一致并和炉墙颜色相同时为止,工艺不做要求,均温结束即开始保温。 加热工艺 回火加热 锻件在回火装炉的初始阶段,表面温度回升,心部温度进一步降低,以完成心部过冷奥氏体完全转变。入炉温度应400℃,并且在400℃左右保温一段时间。为保证锻件表面与心部温差较小且无较大的应力,升温速度不应超过30℃/h~100℃/h。回火工艺过程的温度较淬火的温度低(650℃),所以均温时间难以用目测确定,因此回火工艺规程中没有规定均温时间,而是适当延长保温时间。回 加热工艺 正火和淬火冷却 大型锻件正火冷却通常采用空冷、不同部位采用强力风冷或先进行短时间喷雾冷却后再采用强力风冷的冷却方式。针对大型锻件的材料及要求,淬火冷却分别采用油冷、水冷、水一油双介质等冷却方法。① 油冷; ②水冷; ③水一油双介质冷却。 在具体操作时应注意以下几点:水冷淬火之前要有较短时间的预冷,以减小热应力,使工件畸变和开裂倾向减小,而且还可以增加大型锻件的淬硬层,提高零件的综合力学性能 ;严格控制水油转换时的空冷时间,不宜超过20s。 冷却工艺 回火冷却 一般在400℃以上的冷却速度应控制在50℃/h~ 高温回火(≥450℃)后必须采用水冷或油冷等冷却较5℃/h,对于40Cr、3Cr13等钢具有明显可逆回火脆性的材料,该种方法将使该材料的冲击韧性显著降低。回火冷却时应考虑以下两点:①对无高温回火脆性材料,如45、35CrMo、42CrMo、45CrMo钢等,采用随炉冷却或空冷的缓慢冷却方式。②对具有高温回火脆性的材料,如40Cr、3Cr13、Crl2钢等,在低温回火快的方式进行冷却,以避免出现回火脆性,为了进一步消除由于回火冷却带来的应力,然后补充进行一次400C左右的去除内应力退火。 冷却工艺 结束语 热处理工艺对于去除大型锻件的缺陷有着越来越重要的作用,对提高锻件质量已经是不可缺少的工艺过程,进一步研究有效的热处理工艺变得至关重要。 感谢您的关注!

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