详析调质钢热处理的特点及工艺流程

来源:热处理工艺学作者:那顺桑

(1)预备热处理调质钢预备热处理的主要目的是保证零件的切削加工性能,可依据其碳质量分数和合金元素的种类、数量不同选择预备热处理。合金元素质量分数低的调质钢,预备热处理一般采用正火(碳及合金元素质量分数较低,如40钢)或退火(碳及合金元素质量分数较高,如42CrMo),细化锻造组织,改善切削性能。合金元素质量分数高的调质钢(如40CrNiMo)空冷后得到马氏体,硬度高,不利于切削,需在空冷后再进行650~700℃的高温回火,得到回火索氏体组织,使硬度降至200HBW左右。

(2)最终热处理最终热处理为淬火+高温回火,具体的工艺规范视不同的成分及使用要求有些区别。淬火介质和淬火方法根据钢的淬透性和零件的形状尺寸选择确定。回火温度的选择取决于调质零件的硬度要求,由于零件硬度可间接反映强度与韧性,故技术文件上一般仅规定硬度数值,只有很重要的零件才规定其它力学性能指标;调质硬度的确定应考虑到零件的工作条件、制造工艺要求、生产批量特点及形状尺寸等因素。当调质零件还有高耐磨性要求、并希望进一步提高疲劳性能时,可在调质处理后进行渗氮处理、表面淬火强化和表面形变强化(如曲轴轴颈的滚压强化)。

调质后组织为回火索氏体,比同样硬度的片状珠光体的塑性、韧性更好。组织中如出现游离的铁素体,则强度和疲劳寿命会大大下降。如某厂柴油机气泵的偏心轴,材料用45钢,由于淬透性不足,组织中存在较多的游离铁素体,经常发生断裂,后改用40Cr钢,才未出现断裂现象。

对某些钢(如40Cr)回火后应快冷(以水为冷却介质),以防止产生第二类回火脆性。快冷后再补以“去应力退火”。

热处理应用举例:35CrMo钢制汽缸螺栓,其性能要求为:Rm≥900N/mm2,ReL≥700N/mm2,A≥12%,Z≥45%,AK≥63J,300~341HBW。

工艺路线为:下料→锻造→退火→粗机械加工→调质→精机械加工→喷丸。

锻后退火工艺为:830±10℃炉冷,硬度≤229HBW。

详析调质钢热处理的特点及工艺流程