CN106756587A - 低合金钢铸件的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铸件的热处理工艺，具体涉及一种低合金钢铸件的热处理工艺，包括以下步骤：正火、水淬、高温回火空冷。本发明的低合金钢铸件的热处理工艺提高了低合金钢铸件的回火温度，并采用直接出炉空冷的方式，处理后的低合金钢铸件既满足强度和硬度要求，同时提高了铸件的韧性；本发明的低合金钢铸件的热处理工艺中淬火步骤中使用水冷的方式，降低了生产成本，减少了环境污染，减少了安全隐患。

Description

低合金钢铸件的热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种铸件的热处理工艺，具体涉及一种低合金钢铸件的热处理工艺。
背景技术
低合金钢铸件因具有高强度、高耐磨性等优点，逐步替代普通碳钢件，广泛应用于铸造领域，尤其是ZG42CrMo、ZG35CrMo等材料，其强度是普通碳钢的2-3倍。在实际应用中，需要合理选择低合金钢的强度、硬度及韧性。目前，低合金钢铸件的热处理工艺一般采用正火-淬火-回火，其中淬火介质用淬火油，其比例按重量比1：10，即1吨铸件放入10吨淬火油，以保证淬火效果，淬火油使用一段时间之后，铸件的氧化粉末及介质油的碳化使淬火油粘度增大、油量减少，必须补加新的淬火油，以致油淬费用高；另一方面，由于油淬容易起火，带来安全隐患，淬火时产生大量的有害物质，对环境造成污染。常规的低合金钢回火温度为550-560℃，冷却方式采用在温度低于200℃时出炉冷却，经上述热处理工艺处理的低合金钢铸件韧性较差，弯曲角度低于80°，无法满足高韧性的需求，且上述冷却方式，在铸件温度处于200-400℃区间容易产生回火脆性，降低铸件的机械性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种低合金钢铸件的热处理工艺，既满足铸件的强度和硬度需求，同时提高了铸件的韧性，还降低了生产成本，减少了环境污染。
本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：一种低合金钢铸件的热处理工艺，所述低合金钢铸件含有C、Si、Mn、Cr和Mo，其质量百分组成为C：0.38-0.43％、Si：0.30-0.60％、Mn：0.60-1.20％、Cr：0.80-1.20％、Mo：0.15-0.30％，所述热处理工艺包括：
正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至700-710℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
本发明另外提供了经上述低合金钢铸件的热处理工艺所得铸件，其抗拉强度在690-830MPa，弯曲角度为180°，硬度HB为220-250。
本发明的低合金钢铸件的热处理工艺提高了低合金钢铸件的回火温度，并采用直接出炉空冷的方式，处理后的低合金钢铸件既满足强度和硬度需求，同时提高了铸件的韧性；本发明的低合金钢铸件的热处理工艺之淬火步骤中使用水冷的方式，降低了生产成本，减少了环境污染及安全隐患。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种低合金钢铸件的热处理工艺，其中，所述低合金钢铸件含有C、Si、Mn、Cr和Mo，其质量百分组成为C：0.38-0.43％、Si：0.30-0.60％、Mn：0.60-1.20％、Cr：0.80-1.20％、Mo：0.15-0.30％。
ZG42CrMo或与其材质相似的低合金钢铸件均适用于本发明实施例的低合金钢的热处理工艺。
所述热处理工艺包括如下步骤：
步骤S101、正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
步骤S102、淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
步骤S103、回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至700-710℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
本发明的低合金钢铸件的热处理工艺提高了低合金钢铸件的回火温度至700-710℃，并采用直接出炉空冷的方式，处理后的低合金钢铸件既满足强度和硬度需求，同时提高了铸件的韧性；本发明的低合金钢铸件的热处理工艺中淬火步骤中使用水冷的方式，降低了生产成本，减少了环境污染，减少了安全隐患。
实施例1：本实施例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870℃，保温3小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850℃，保温2.5小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至700℃，保温3小时，出炉空冷至室温。
实施例2：本实施例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至880℃，保温2.5小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至860℃，保温3小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至710℃，保温3小时，出炉空冷至室温。
实施例3：本实施例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至890℃，保温3小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至870℃，保温3小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至710℃，保温2.5小时，出炉空冷至室温。
对比例1：本对比例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉侵入淬火油介质中冷却至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至550-560℃，保温2.5-3小时，炉冷至200℃，出炉空冷至室温。
对比例2：本对比例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至550-560℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
对比例3：本对比例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至580-600℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
对比例4：本对比例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至630-650℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
对比例5：本对比例的低合金钢铸件的热处理工艺步骤如下：
(1)正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风
冷至室温；
(2)淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
(3)回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至670-690℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
将实施例1-3、对比例1-5所得低合金钢铸件的机械性能进行对比，其中，表1为低合金钢铸件经不同热处理工艺的化学成分，表2为低合金钢铸件经不同热处理工艺的机械性能。
表1低合金钢铸件经不同热处理工艺的化学成分
表2低合金钢铸件经不同热处理工艺的机械性能
由表1和表2可知，应用本发明实施例1-3中低合金钢铸件的热处理工艺，所得铸件的抗拉强度为822.3-829.3MPa，弯曲角度为180°，硬度HB为220-250。应用本实施例的热处理工艺所得铸件机械性能与对比例1-5相比，抗拉强度、屈服强度和硬度略有降低，但完全能满足实际应用需求(690-830MPa)；弯曲角度有了大幅度的提高，铸件的韧性得到增强。本发明实施例的热处理工艺中淬火冷却时使用水作为介质，由于水的粘度小、流动性好、蓄热系数大于淬火油，因此，铸件与水的重量比最少可以按1：(5-6)，水的使用量与淬火油相比减少了近50％；由于水的密度大于淬火油，因此，水淬所需的容池体积较油淬也要小很多，可减少设备的占地面积及建造成本；在连续作业时，由于水的散热能力好，使用量的减少，循环冷却淬火介质的成本下降，生产效率提高；由于水淬没有油淬起火的安全隐患，减少了消防成本；水淬不产生烟雾，无环境污染，改善工作环境，减少室内排烟设备及其维修成本。
本发明实施例的热处理工艺中回火后进行冷却采用的是直接空冷的方式，即消除了随炉冷却时200℃-400℃时产生回火脆性倾向，又克服了因水冷过急硬度增高导致韧性下降的缺点，提高铸件机械性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种低合金钢铸件的热处理工艺，其特征在于，所述低合金钢铸件含有C、Si、Mn、Cr和Mo，其质量百分组成为C：0.38-0.43％、Si：0.30-0.60％、Mn：0.60-1.20％、Cr：0.80-1.20％、Mo：0.15-0.30％，所述热处理工艺包括：
正火：将低合金钢铸件置于正火炉里，升温至870-890℃，保温2.5-3小时，出炉风冷至室温；
淬火：将低合金钢铸件置于淬火炉里，升温至850-870℃，保温2.5-3小时，出炉水冷至室温；
回火：将低合金钢铸件置于回火炉里，升温至700-710℃，保温2.5-3小时，出炉空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的低合金钢铸件的热处理工艺所得铸件，其特征在于，所得铸件抗拉强度在690-830MPa范围内，弯曲角度为180°，硬度HB为220-250。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108359904A (zh) * 2018-04-13 2018-08-03 南通大学 一种改善极寒条件下锻态电力金具低温脆性的热处理方法

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