碳钢铸件的热处理

碳钢铸件的热处理

  碳钢铸件通常采用的热处理方式有退火、正火或正火加回火。

  经正火处理的铸钢，其力学性能较退火的略高些。由于组织转变时的过冷度较大，硬度

也略高，切削性能因而也较好。目前生产中采用正火方式处理者居多。

  含碳量较高且形状较复杂的碳钢铸件，为消除残留应力和改善韧性，可在正火后予以回

火处理。回火温度以550～650℃为宜，然后在静止空气中冷却。

  含碳量在3．5％以上的铸造碳钢件也可采用调质(淬火+回火)处理，以改善其综合力

学性能。小型碳钢铸件可由铸态直接进行调质处理；大型或形状复杂的碳钢铸件，则宜在正

火处理后再进行调质处理。表4．2为碳钢铸件的退火工艺及退火后硬度。表4．3为碳钢铸件

4·3·2  中、l氐合金钢铸件的热处理

    中、低合金铸钢含有少量硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等合金元素(总含量<8％)，具有较好

的淬透性，经适当的热处理后可获得良好的综合力学性能。中、低合金铸钢的热处理特点如下。

    ①中、低合金钢铸件大多用于汽车、拖拉机等力学工业要求有良好强度和韧性的重要

部件。一般来说，对于要求抗拉强度小于650MPa者，施以正火+回火工艺；而对于要求大

于650MPa者，则采用淬火+回火工艺，处理后组织为回火索氏体。这比正火或退火所得珠

光体及铁素体组织具有更高的强度和良好的韧性。这种热处理通常称为调质处理。但当铸件

形状及尺寸不宜淬火时，则宜采用正火+回火取代调质处理，而所得力学性能也较之略讯

    ②中、低合金铸钢件在调质处理前最好进行一次正火或正火+回火预处理，以细化晶粒，

均匀组织，提高最终调质处理的效果，也有利于减少铸态组织对调质后铸钢的性能的影响，以避

免铸件内部铸造应力而导致铸件淬火时变形或开裂的可能性。对于含C0．2％以下的低碳低合金钢

铸件，调质前可采用正火预处理。表4．5为常用低合金铸钢的正火或正火+回火温度范围。

  ③中、低合金钢铸件的淬火处理要求尽可能得到完全马氏体组织。为此，应根据铸钢

的牌号、淬透性和铸件壁厚形状等来选择淬火温度和冷却介质。表4．6为常用低合金钢铸件

洇质处理的规范。

  ④中、低合金铸钢件淬火后应立即回火，调整铸钢的淬火组织，以达到所需的综合力

学性能要求，同时消除淬火应力，防止淬火铸件变形或开裂。图4．1为三种低合金钢的回火

特性曲线。表4．7为常用变形调质低合金钢回火温度与回火后硬度的关系。

    ⑤韧化处理是一种在不降低钢的强度的条件下，改善其塑性、韧性的处理工艺。它适

用于中碳低合金高强度钢铸件。

    (1)高温淬火工艺

    中碳低合金钢以正常温度淬火后，其组织以片状马氏体为主。提高淬火温度，则淬火后

的组织中以板条状马氏体为主。其特点是强度高，韧性好，且消除了钢中有害杂质在晶界上

的吸附，有利于钢的韧性改善。

    (2)亚临界(两相)区淬火工艺

    低碳低合金铸钢一般采用完全淬火。其淬火组织中常因有沿晶界析出的共析铁素体，降

低了钢的韧性。而两相区淬火即为在温度A。，～A。之间淬火。其淬火组织为马氏体和均匀分

布的细小铁素体的复相组织，减少了一般淬火铸钢回火脆性的危险，显著地提高了铸钢的韧

性，降低了铸钢的低温脆变温度。

    (3)细化或超细化处理工艺

    对于高碳过共析低合金铸钢，细化其碳化物，并改善其分布特性，是提高该钢种韧性

的有效方法。图4．2为ZGCrl5钢细化晶粒处理工艺。此工艺特点是采用高温，固溶钢中

的过剩碳化物，而后在625～650。C完成珠光体转变，以此预处理作为钢的最终热处理前

的准备，以获得较细晶粒组织，提高铸钢的韧性。表4．8为中、低合金钢铸件的常用热

虚b理规范。