S136模具钢的等温退火

来源:热处理工程师手册作者:王忠诚

S136模具钢的等温退火
模具钢等温退火的工艺过程是将需退火的模具钢加热到临界温度以上(亚共析钢加热到Ac3以上,共析钢和过共析钢加热到Ac1以上)保持一定时间,使其奥氏体化和奥氏体均匀化。然后放入另一温度稍低于Ac1的炉中,或在原加热炉中使模具钢迅速随炉冷至稍低于Ar1的温度进行等温。在等温过程中奥氏体将随所采用等温温度的高低而转变成所需要的层片厚薄适宜的珠光体或球化体。当转变完成后,即可从炉中取出空冷。
模具钢等温退火的工艺过程包括三个阶段:奥氏体化加热和保温:速冷至等温温度并保持一定时间;出炉空冷。选择奥氏体化温度除与模具钢有关外,还须根据技术要求和模具钢的原始组织来调整。例如较高的奥氏体化温度可以促进形成层状组织;较低的奥氏体化温度容易得到球化体。奥氏体化后模具钢的等温温度应根据最终所欲获得的性能,从该钢种的奥氏体等温转变上来确定。例如等温温度距A1越近,所获得珠光体的层片越粗(模具钢的硬度越低);距A1越远,则珠光体的层片越细(钢的硬度越高)。所以,为了得到最软的组织,可采用较低的奥氏体化温度和较高的等温温度。但须注意,选择等温温度时还需考滤过冷奥氏体完成珠光体转变的时间,也就是应尽量选择所需时间较短而又能获得所需硬度的等温温度。此外钢在等温温度所保持的时间应较等温转变图上所标明的时间要长些,这样可以保证过冷奥氏体的转变完全。尤其是截面较大的钢材更应如此,因为从奥氏体化温度冷却时必须有一段时间,钢的心部才能冷至等温温度。等温后其组织已转化完成,此时钢从炉中取出,无论用什么冷却方式,其组织不会有变化。不过冷却速度太大,钢材可能因受力而发生变形。所以通常多在空气中冷却。退火时。对于温度的控制和准确性,都必须有较高的要求。
等温退火也可以用来防止中白点的形成。
模具用合金渗碳钢也进行等温退火。奥氏体化温度为930~940℃,即比随后的渗碳温度略高一些,这种处理的目的是为了减少渗碳过程中发生的任何变形,转变开始于610~680 ℃左右,经过2~4h转变完成。得到组织的是铁元素和珠光体。对大多数切削加工工艺来说是合适的。
在钢材生产的各个阶段,都可以利用等温退火,如高合金钢的钢锭或热轧钢胚,当自由冷却到室温时,容易出现裂纹,在这种情况下,可将热的钢锭或钢胚放到温度为700℃左右的等温退火炉中(该温度相当于钢的珠光体转变温度),转变完成以后再自由的冷却到室温。

S136模具钢的等温退火