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鋼為什么要調質?

發布時間:2020-07-04 15:20:25 瀏覽:349

     調質處理:淬火后高溫回火的熱處理方法稱為調質處理。高溫回火是指在500-650℃之間進行回火。調質可以使鋼的性能,材質得到很大程度的調整,其強度、塑性和韌性都較好,具有良好的綜合機械性能。

     調質處理后得到回火索氏體。回火索氏體(tempered sorbite)是馬氏體于回火時形成 的,在在光學金相顯微鏡下放大500~600倍以上才能分辨出來,其為鐵素體基體內分布著碳化物(包括滲碳體)球粒的復合組織。它也是馬氏體的一種回火組織,是鐵素體與粒狀碳化物的混合物。此時的鐵素體已基本無碳的過飽和度,碳化物也為穩定型碳化物。常溫下是一種平衡組織。

     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%。

     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。

     45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。

      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。

      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。

     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。

     45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。

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