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冷却时不锈钢组织转化和对性能的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-10-07  浏览次数:1 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网资讯部获悉:不锈钢在冷却时的组织转变,既决定子淬火加热时所造成的奥氏体不锈钢合金度,又决定于随后的冷却条件.W

 中华不锈钢网资讯部获悉:不锈钢在冷却时的组织转变,既决定子淬火加热时所造成的奥氏体不锈钢合金度,又决定于随后的冷却条件.W18Cr4V钢1290℃奥氏体化后的等温转变曲线。此图可以基本表征常见不锈钢在不同淬火条件下所具有的基本特点,从中可以看出,在马氏体转变范围以上,存在两个急剧转变的区域.在两个温度区间,奥氏体大口径不锈钢管可在很长的时间内保持稳定.上部等温转变区在650-760℃之间,转变产物为细粒状珠光体;下部转变区在175-350℃的温度范围,转变产物是贝氏体.在两个等温范围之间的温度区间,是350-650℃奥氏体稳定区.在2200C以下连续冷却时形成马氏体,为马氏体区.
  
  珠光体区(650-760℃)的等温转变不锈钢自奥氏体化温度冷却至650℃以上的过程中,有从奥氏体中析出碳化物的倾向.即从高温到650℃的范围内,在某一温度等温停留或缓冷,都可以析出二次碳化物.随着温度的降低,碳与合金元素在奥氏体中的过饱和度增加,碳化物析出倾向越来越大,大口径不锈钢管在760℃左右最为强烈;等温温度低于760℃以后,由于温度降低,碳和合金元素在奥氏体中的扩散困难,析出碳化物的速度急尉下降。所析出的碳化物沿奥氏体晶界分布,降低了不锈钢淬火回火后的硬度、热硬性和机械性能.因此,生产中尽量不采用650℃以上的分级停留,而对某些必须在第一次分级前作空气预冷或在800-820℃作短期停留的不锈钢工件,应特别控制预冷时间,防止二次碳化物析析出。
  
  5CrMnMo、5CrNiMo钢的硬度、机械性能与回火温度的关系,根据不同性能要求选取不同的回火温度,生产中不同大小的大口径不锈钢管热锤锻模,有不同的硬度要求.小型锻模要求硬度为HRc44-47,回火温度为490-510℃,中型锻模要求HRc38-42,回火温度为520-540℃;大型锻模要求HRc34-37,回火温度为560-580℃.回火时间,一般小型锻模3-5小时,中型锻模5-7小时,大型锻模7一9小时.为了防止第二类回火脆性的产生,回火后应在油中冷至100℃左右后空冷,回火后的组织为回火索氏体一屈氏体组织,燕尾回火温度,一般为600--650℃.
  
  中华不锈钢网资讯部获悉:由于尺寸较大,在盐浴炉中加热有困难,生产上采用在箱式炉或井式气体渗碳炉中进行退火和淬火加热,可以通入保护气体或放入少许木炭和滴入少量煤油以防止工件表面氧化脱碳;淬火时,燕尾部分采用自行回火操作法:模具淬入油中后,停留5分钟,将燕尾部分提出油面,由于工件内部温度尚高,模具内部的热量向外传导,表面温度达到油的闪点时,使表面油膜燃烧.约经5分钟左右,又浸入油中,再停3-5分钟后又只将燕尾提出……,如此反复3-5次,当工件温度降至150-200℃时出油,并立即回火,处理后的硬度;模面部分为HRc41-47,燕尾部分为HRc29-33。每次大口径不锈钢管处理后能锻造链轨节一万多件,即使在连续生产时,虽然模具温度较高,但最后也只因尺寸超差而不能使用。失效的模具返修后仍可用一万余次,共可返修四次,均未发现裂纹.(当然这是用于锻制像链轨节这样较薄的锻件情况,如工作条件不同,其使用寿命和报废形式是不同的.)
  
  在水中可全部淬透的最大直径为15毫米,当然大直径不锈钢管工具只要刃部完全淬透,心部虽然有部分珠光体,也是允许的,所以碳素工具钢制工具的有效直径可以大于15毫米。然而当直径大于30毫米时,淬硬层往往过薄甚至淬不硬.为此,大尺寸的工具很少用碳素工具钢制造,还应指出,由于淬火时采用激烈冷却介质,使淬火应力大,引起较大的变形,甚至开裂,这是碳素工具钢的另一显著弱点.
  
  碳素工具钢的回火
  
  淬火后应立即进行回火,以免变形或开裂,对于制造切削刀具,量具和冷作模具的碳素工具钢,为了获得高的硬度,应采用低温回火,为T12A钢的回火温度与硬度的关系。从图中可以看出,回火温度应低于200℃.一般为160-180℃.此时大直径不锈钢管淬火马氏体转变为回火马氏体,淬火应力基本消除,强度和塑性有所提高,对于要求韧性较高的工具,可适当提高回火温度,根据不同的硬度要求,选取不同的回火温度。
  
  中华不锈钢网资讯部获悉:回火保温时间,取决于工件的有效直径大小,同时考虑形状、炉型等因素,但最少不能小于半小时.当采用低温回火时,其保温时间应长一些,使淬火应力得以充分消除,一般常取1-3小时.倘若回火时间不足,在机械加工过程中易发生裂纹.碳素工具钢在250℃以上回火,其硬度和耐磨性急剧下降,所以碳素工具钢不适于制造在较高温度下工作的工具.

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