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    时间:2012-10-30 12:06 作者:admin 点击:
    高铬铸铁的热处理 大多数高铬铸铁是在热处理状态下使用的,热处理是改善高铬铸铁基体组织 进而最大限度发挥高铬铸铁抗磨性的重要手段。通常髙铬铸铁采用高温空淬并中低温回火

    高铬铸铁的热处理
    大多数高铬铸铁是在热处理状态下使用的,热处理是改善高铬铸铁基体组织 进而最大限度发挥高铬铸铁抗磨性的重要手段。通常髙铬铸铁采用高温空淬并中低温回火的热处理工艺以获得高硬度的马氏体基体。
    无论是淬火还是退火,均由加热、保温和冷却三个过程所组成,在此三个过程 中二次碳化物的析出和溶入过程如下。
    1)加热过程中二次碳化物的析出和溶入
    随着加热过程中温度的升高,铸态基体中过饱和的碳和其它合金元素逐渐开 始析出而形成二次碳化物(对高铬铸铁通常为500℃左右〉。随温度升高此过程也 加剧,同时先析出的二次碳化物为求得能量上的稳定而开始聚集和长大。最后,随着温度的进一步提高,奥氏体中的碳及其它合金元素的溶解度也逐渐增加。因此, 到了某一温度范围,碳和其它合金元素的析出开始减缓并趋于停止,伴随着温度的再进一步升高,可能有一些重新溶入的过程产生,在加热过程中碳和其它合金元素 在某一温度范围究竟是析出还是溶人取决于该温度范围奥氏体对碳及其它合金元 素的溶解度以及当时奧氏体中巳溶人的碳及其它合金元素的量。如果前者大于后 者,则发生溶入过程;如果前者小于后者,则发生析出过程。
    2)保温过程中二次碳化物的析出溶人
    保温过程是加热过程的继续,它将使该温度下所进行的过程进一步彻底化。 因此,二次碳化物在保温过程中是进一步析出还是溶入主要取决于加热过程中的 加热温度,如果加热温度是选择在以二次碳化物析出为主的温度区间,则在此温度下进一步延长保温时间,将使析出的过程进行得更彻底,如果保温时间足够充分的话,奥氏体中的碳及其它合金元素的含量将趋于它的溶解度极限。同样如果加热 温度选择在以二次碳化物溶入为主的温度区间,则在该温度下延长保温时间,将使 溶入过程充分得以进行,只要时间充分,奥氏体中的碳及其它合金元素含量亦将趋 向于它的溶解度极限。在上述过程进行的同时,已析出的二次碳化物还将进行一 些可能的聚集过程,以求表面能的降低。
    3)冷却过程中二次碳化物的析出过程
    在冷却过程中,由于碳及其它合金元素在奥氏体中溶解度的减少,将发生二次 碳化物的进一步析出过程,但冷却速度的大小对二次碳化物在冷却过程中的析出 将具有决定性的影响。在缓慢冷却时,二次碳化物将充分析出,最终奥氏体将转变 为铁素体+碳化物的基体组织〔珠光体〕,这实质上就是退火过程。随冷却速度加 快,二次碳化物的析出将受到抑制,从而有可能形成马氏体基体或和残余奥氏体的 混合组织,这实质上就是淬火过程。
    淬火时加热温度的选择是至关重要的。一般应根据含铬量和零件壁厚来选择 最佳淬火温度。淬火温度越高,淬透性越高,但淬火后形成的残余奥氏体数量也有 可能越多。随合金中含铬量的增加,二次碳化物开始析出到转变为溶入为主的温 度范围向高温方向移动,故合适的淬火温度也将随含铬量而变。含铬15%的白口 铸铁,得到高硬度的淬火温度是940〜970℃,而铬为20%时,则为980〜1010℃。 同时,淬火温度与铸件壁厚密切相关,壁越厚,淬火温度应选得越高。保温时间一般可根据壁厚,选择为2〜4h,厚壁零件可适当延长至4〜6h。
    空淬后的高铬铸铁存在较大的应力,应尽快进行回火处理。回火处理的加热 温度通常不应低于400℃。回火处理使淬火后的马氏体得到回火的同时还伴随有 残余奥氏体的转变。高铬铸铁在不同淬火温度(保温时间为3 h下回火温度。
    高铬铸铁退火处理的目的有二:一是降低铸件硬度以利于机切削加工;二是在 淬火前进行退火处理使成分均匀化,从而减少淬火时升温过程中的铸件开裂,缩短 奥氏体化保温时间,减少淬火后组织中的残余奥氏体量,提高铸件硬度。
    有关高铬铸铁的淬火、回火和退火工艺规范见表3-27。但应特别注意的是 对于一些形状复杂、壁厚相差悬殊的铸件应严格控制升温速度(≤50℃/ h)以免铸 件开裂。有时采用阶梯式升温(在200℃、400℃、600℃停留2〜3h)更为安全,在 700℃以上升温可以适当加速。此外,铸件热处理的保温时间应视铸件壁厚、装炉 量和状态以及升温速度等因素综合考虑,以免由于部分铸件或铸件心部因保温时 间不足而出现淬不透。

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