A. 试述锻造用高速钢坯加热操作的要点。
1)坯料装入炉子要逐个送进,按顺序入炉;
2)坯料应尽量避免火焰的直接喷射;
3)按锻造生产能力规定适当的装炉量,避免在高温下停留时间过长;
4)坯料在炉内要经常翻动,相互之间应有适当的距离,一般不应小于坯料半径,以保证坯料内外温度均匀;
5)钢锭、钢坯、中间冷却的半成品重新加热时,都要预先经过退火消除残余应力。对于小尺寸的坯料,半成品可以采用延长预热时间来代替退火。
B. 热处理方法及作用
常用的热处理方法及其作用:
1.退火(焖火)
说明:退火是将钢件(或钢坯)加热到临界温度以上30~50℃保温一段时间,然后再缓慢地冷下来(一般用炉冷)。
作用:用来消除铸、锻、焊零件的内应力,降低硬度易于切削加工,细化金属晶粒,改善组织,增加韧性。
2.正火(正常化)
说明:正火也是将钢件加热到临界温度以上,保温一段时间,然后用空气冷却,冷却速度比退火为快。
作用:用来处理低碳和中碳结构钢件及渗碳零件,使其组织细化,增加强度与韧性,减少内应力,改善切削性能。
3.淬火
说明:淬火是将钢件加热到临界点以上温度,保温一段时间,然后在水、盐水或油中(个别材料在空气中)急冷下来,使其得到高硬度。
作用:用来提高钢的硬度和强度极限。但淬火时会引起内应力使钢变脆,所以淬火后必须回火。
4.回火
说明:回火是将淬硬的钢件加热到临界点以下的温度,保温一段时间,然后在空气中或油中冷却下来。
作用:用来消除淬火后的脆性和内应力,提高钢的塑性和冲击韧度。
5.调质
说明:淬火后高温回火,称为调质。
作用:用来使钢获得高的韧性和足够的强度。很多重要零件是经过调质处理的。
6.表面淬火
说明:使零件表层有高的硬度和耐磨性,而心部保持原有的强度和韧性的热处理方法。
作用:表面淬火常用来处理齿轮等。
7. 渗碳
说明:渗碳分为固体渗碳、液体渗碳、气体渗碳。渗碳的目的是使表面层增碳;渗碳层深度0.4~6mm或大于6mm。硬度在56~65HRC。
作用:增加钢件的耐磨性能、表面硬度、抗拉强度及疲劳极限适用于低碳、中碳(0.40%C)结构钢的中小型零件和大型的重载荷、受冲击、耐磨的零件。
8.碳氮共渗(氰化)
说明:分为固体碳氮共渗、液体碳氮共渗、气体碳氮共渗。使表面增加碳与氮;扩散层深度较浅0.02~3.0mm。硬度高,在薄层0.02~0.04mm 时具有66~70HRC。
作用:增加结构钢、工具钢制件的耐磨性能、表面硬度和疲劳极限,提高刀具切削性能和使用寿命适用于要求硬度高、耐磨的中、小型及薄片的零件和刀具等。
9.渗氮
说明:分为气体渗氮、液体渗氮。表面增氮,渗氮层为0.025~0.8mm,而渗氮时间需40~50多小时,硬度很高(1200HV)、耐磨、抗蚀性能高。
作用:增加钢件的耐磨性能、表面硬度、疲劳极限和抗蚀能力适用于结构钢和铸铁件,如气缸套,气门座,机床主轴,丝杠等耐磨零件,以及在潮湿碱水和燃烧气体介质的环境中工作的零件,如水泵轴、排气门等零件。
C. 不锈钢的加热方法是什么
奥氏体不锈钢加热时组织稳定,不能通过淬火强化。这类钢具有良好的强度和韧性配合,低温韧性极好,无磁性,加工、成型和焊接性能好,但易产生加工硬化。同时,这类钢的导热性很低,在低温阶段塑性极好,因此加热速度可比铁素体不锈钢快,稍低于普碳钢的加热速度。
铁素体不锈钢加热时不发生相变,一般不能用热处理强化。这类钢具有三种脆性转变,即475℃脆性、a相析出脆性和晶粒长大引起的脆性,常采用退火后急冷以获得良好的性能。高Cr钢高温下抗氧化;对应力腐蚀不敏感;钢的强度较奥氏体不锈钢高;韧性随C、Ni含量的降低而提高;有强磁性;焊接性能差。这类钢具有良好的热加工性,但在低温阶段铁素体的塑性很低,又加上坯(锭)冷却时产生的残余应力和加热时产生的热应力方向一致(因加热和冷却时没有相变)能相互迭加,因而易产生热裂。所以坯(锭)在低温阶段应缓慢加热。钢锭的装炉温度不大于800℃,钢坯应不大于850℃。
当含Cr量大于16%时,铸态组织非常粗大,易产生粗晶组织,经热加工破碎的晶粒,在温度大于950℃时有强烈长大的倾向,因在加热和冷却时不产生相变,所以长大的晶粒不能通过热处理方法来改变,同时这类钢是体心立方晶格的铁素体,再结晶温度低,再结晶速度大,经再结晶后钢的塑性也较好,热加工时变形抗力小,为了要获得所需的细晶粒组织,一般采用在较低温度下变形和控制在此温度下的变形量,加热温度一般为950℃~1000℃左右。
D. 你所知道的钢的常用热处理方法有哪些
名称
说明
应用
退火
退火是将钢件(或钢坯)加热到临界温度以上30~50℃保温一段时间,然后再缓慢地冷下来(一般用炉冷)
用来消除铸、锻、焊零件的内应力,降低硬度易于切削加工,细化金属晶粒,改善组织,增加韧性
正火
正火也是将钢件加热到临界温度以上,保温一段时间,然后用空气冷却,新华通讯社却速度比退火为快
用来处理低碳和中碳结构钢件及渗碳零件,使其组织细化,增加强度与韧性,减少内应力,改善切削性能
淬火
淬人是将钢件加热到临界点以上温度,保温一段时间,然后在水、盐或油中(个别材料在空气中)急冷下来,使其得到高硬度
用来提高钢的硬度和强度极限,但淬火时会引起内应力使钢变脆,所以淬火后必须回火
回火
回火
回火是将淬硬的钢件加热到临界点以下的温度,保温一段时间,然后在空气中或油中冷却下来
用来消除淬火后的脆性和内应力,提高钢的塑性和冲击韧性
调质
淬火
淬火后高温回火,称为调质
用来使钢获得高的韧性和足够的强度。很多重要零件是经过调质处理的
表面淬火
使零件表层有高的硬度和耐磨性,而心部保持原有的强度和韧性的热处理方法
表面淬火常用来处理齿轮等
E. 钢坯加热炉的运行方式
1、斜推式循序式的感应加热炉用于加热圆的毛坯,毛坯的长度为其直径的数倍,使用的是扁圆形感应器.毛坯是横放在感应器里,其轴线与感应器的轴线相垂直.进给料是由推料装置与进料机构来完成的.采用这种斜推料的方式是毛坯不会产生滚动.这种斜推式,循序式的感应加热炉遁合于加热直径小,长度较长而生产率较高的毛坯.
2、毛坯端部周期式感应加热炉毛坯放在感应器前的辊道或托架上,然后将被加热的毛坯端部送入感应器中,感应加热到所要求的温度后停电,将毛坯退出感应器。
3、立式循序式的感应加热炉毛坯被推送到感应器的下部后,顶料装置上升,将毛坯送入感应器中,并由支撑块在感应器的下部把毛坯托住.当感应器的下部送入一件冷毛坯,感应器的上部就推出一件已加热达到温度要求的热毛坯,即按生产节拍完成一次进出料.在加热过程中感应器不断供电,这种感应加热方式适合于加热直径较大,长度短的毛坯,如圆饼与板坯类的毛坯.其优点是这种感应加热方式感应器不承受毛坯。
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F. 钢材的加热速度
加热工艺制度包括加热时间、加热温度、加热速度和温度制度。由于加热钢种不同、化学成分不同、技术特性不同、质量检验标准不同,所以加热工艺制度也不同。
加热温度是指钢坯的出炉温度,钢坯的加热温度沿断面及长度应保证均匀。
加热速度是指钢在单位时间内的温度变化。
温度制度是指加热金属时,炉温随时间变化的情况。
钢加热应满足的要求
1、加热温度应严格控制在规定的温度范围,防止产生加热缺陷。
2、加热制度必须满足不同钢种,不同断面,不同形状的钢坯在具体情况下合理加热。
3、钢坯的加热温度应在长度、宽度和断面均匀一致。
如何考虑钢的加热速度
所谓钢的加热速度可以理解为加热的快慢。加热速度以钢温在单位时间内变化的度数表示,从提高产量出发,加热速度愈快愈好。加热速度愈快,加热时间就愈短,炉子生产率就愈高,燃料消耗也相应减少。但加热速度不能任意提高,它主要受钢的允许断面温差的限制。
一般情况下把700℃一800℃以下的加热阶段叫低温阶段或叫预热阶段。钢在低温阶段的特点是钢温低、塑性差,钢的内外温差大,在此段末期钢发生组织转变,这时钢的温度应力和组织应力大,当应力超过抗拉强度时,钢就会产生裂纹。
钢的加热时间
加热时间是指把钢加热到工艺要求温度(包括均热)需要的总时间。它受钢种、钢料形状、尺寸和炉内布料方式、炉型结构、供热能力、加热速度等许多因素的影响。确定加热时间要考虑加热的均匀性,保证钢在加热过程中消除或减轻铸锭造成的部分组织缺陷,尽可能减少氧化和脱碳,防止产生过热过烧的缺陷。