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45#无缝钢管和40Cr合金钢管调质工艺
作者: 昌达
  
  调质是淬火加高温回火的双重热处理,其目的是使工件具有良好的综合机械机能。
  调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类,无论是碳钢仍是合金钢,其含碳量控制比较严格。假如含碳量过高,调质后工件的强度虽高,但韧性不够,如含碳量过低,韧性进步而强度不足。为使调质件得到好的综合机能,一般含碳量控制在0.30~0.50%。
  调质淬火时,要求工件整个截面淬透,使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火,得到以平均回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析,一般只作硬度测试,这就是说,淬火后的硬度必需达到该材料的淬火硬度,回火后硬度按图要求来检查。
  工件调质处理的操纵,必需严格按工艺文件执行,我们只是对操纵过程中如何实施工艺提些看法。
  1、 45号钢管的调质
  45号
钢管是中碳结构钢,冷热加工机能都不错,机械机能较好,且价格低、来源广,所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低,截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
  45号
钢管淬火温度在A3+(30~50) ℃,在实际操纵中,一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快,表面氧化减少,且能进步工效。为使工件的奥氏体平均化,就需要足够的保温时间。假如实际装炉量大,就需适当延长保温时间。不然,可能会泛起因加热不平均造成硬度不足的现象。但保温时间过长,也会也泛起晶粒粗大,氧化脱碳严峻的弊病,影响淬火质量。我们以为,如装炉量大于工艺文件的划定,加热保温时间需延长1/5。
  由于45号
钢管淬透性低,故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后,应该淬透,但不是冷透,假如工件在盐水中冷透,就有可能使工件开裂,这是由于当工件冷却到180℃左右时,奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此,当淬火工件快冷到该温度区域,就应采取缓冷的方法。因为出水温度难以把握,须凭经验操纵,当水中的工件抖动休止,即可出水空冷(如能油冷更好)。另外,工件入水宜动不宜静,应按照工件的几何外形,作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件,导致硬度不平均,应力不平均而使工件变形大,甚至开裂。
  45号
钢管调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59,截面大的可能性低些,但不能低于HRC48,不然,就说明工件未得到完全淬火,组织中可能泛起索氏体甚至铁素体组织,这种组织通过回火,仍旧留存在基体中,达不到调质的目的。
  45号
钢管淬火后的高温回火,加热温度通常为560~600℃,硬度要求为HRC22~34。由于调质的目的是得到综合机械机能,所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的,就要按图纸要求调整回火温度,以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高,硬度要求就高;而有些齿轮、带键槽的轴类零件,因调质后还要进行铣、插加工,硬度要求就低些。关于回火保温时间,视硬度要乞降工件大小而定,我们以为,回火后的硬度取决于回火温度,与回火时间关系不大,但必需回透,一般工件回火保温时间总在一小时以上。
  2、40Cr
钢管的调质处理
  Cr能增加钢的淬透性,进步钢的强度和回火不乱性,具有优良的机械机能。截面尺寸大或重要的调质工件,应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。
  40Cr工件调质的淬回火,各种参数工艺卡片都有划定,我们在实际操纵中体会是:
  (一)40Cr工件淬火后应采用油冷,40Cr钢的淬透性较好,在油中冷却能淬硬,而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下,对外形不复杂的工件,可以在水中淬火,并未发现开裂,只是操纵者要凭经验严格把握入水、出水的温度。
  (二)40Cr工件调质后硬度仍旧偏高,第二次回火温度就要增加20~50℃,不然,硬度降低难题。
  (三)40Cr工件高温回火后,外形复杂的在油中冷却,简朴的在水中冷却,目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件,必要时再施以消除应力处理。
  影响调质工件的质量,操纵工的水平是个重要因素,同时,还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因,我们以为:
  (一)工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢,工件入水的温度已降到低于Ar3临界点,产生部门分解,工件得到不完全淬火组织,达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度,大工件予冷要把握时间。
  (二)工件装炉量要公道,以1~2层为宜,工件相互重叠造成加热不平均,导致硬度不匀。
  (三)工件入水排列应保持一定间隔,过密使工件近处蒸气膜破裂受阻,造成工件接近面硬度偏低。
  (四)开炉淬火,不能一口吻淬完,应视炉温下降程度,半途闭炉重新升温,以便前后工件淬后硬度一致。
  (五)要留意冷却液的温度,10%盐水的温度如高于60℃,不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质,不然,会泛起硬度不足或不平均现象。
  (六)未经加工毛坯调质,硬度不会平均,如要得到好的调质质量,毛坯应粗车,棒料要锻打。
  (七)严把质量关,淬火后硬度偏低1~3个单位,可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬渡过低,有的甚至只有HRC25~35,必需重新淬火,毫不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事,不然,失去了调质的意义,并有可能产生严峻的后果。
 
 

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