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        鍛件淬火后硬度低于技術要求的原因及解決方法

         新聞資訊     |      2021-08-26

               鍛件淬火后硬度低于技術要求,從而使得鍛件的強度極限值也降低了,特別是抗拉強度和彎曲疲勞強度低,在使用過程中,低硬度處缺口敏感性極強,疲勞裂紋優先發生,往往是鍛件疲勞裂紋源。極易在此形成裂紋,從而降低鍛件使用。

        棒材井式淬火爐

        一、鍛件硬度偏低原因解析:

               淬火加熱溫度不足;加熱保溫時間短,不能充分奧氏體化;亞共析、共析鋼鐵素體未完全溶解,過共析鋼碳化物溶解過少;奧氏體含碳世過低;淬火后得不到高硬度的馬氏體;在淬火組織中有未溶解鐵素體或低碳馬氏體,都會使硬度偏低。在目前生產中,一般表現為工藝不正確,使淬火加熱溫度低、保溫時間不足。裝爐量過多、太密,加熱介質對流或循環不暢,造成鍛件加熱不均勻,保溫不充分。加熱爐老化,空氣加熱爐電熱體常出現故障,密封性差,鹽浴爐電極短或細小,使爐內加熱溫度低,升溫速度慢,控溫儀表失靈,不能反映爐中真實的加熱溫度等。這些都會使鍛件奧氏體化不充分,鐵素體不能充分溶解,使淬火后的硬度偏低。

        高溫鍛件淬火爐.jpg

               淬火溫度過高:對于工具鋼和髙合金鋼,淬火加熱溫度過高,使淬火組織中殘留的奧氏體增多,降低了鍛件的淬火硬度。如18Cr2Ni4WA鋼和Crl2鋼等,若溫度過高,淬火后硬度明顯偏低。

               淬火冷卻不良:淬火時,奧氏體的冷卻速度只有大于臨界冷卻速度時,才能得到淬火馬氏體組織,保證淬火后鍛件的硬度達到要求。在生產中,冷卻介質選擇不當,介質的循環速度、噴射壓力不夠以及介質溫度過高等都會使鍛件淬火后硬度偏低。故根據不同鋼種、尺寸、形狀、硬度要求來選擇合適的淬火介質,定期檢測介質的冷卻能力,如鹽水比重等應達到工藝要求。型材散熱器若不符合工藝規定,應及時補充或更換。一般鹽(堿)水溶液中,若鹽堿含量過少,在淬火時,鍛件表面形成的蒸氣膜不能因“鹽爆”而開裂。降低了淬火冷卻能力,造成局部或全部硬度偏低。水油溫度過高、水油中雜質太多、水中有油或油中有水都會影響淬火冷卻能力,使鍛件硬度偏低或不均勻。高碳鋼淬鹽水,水溫低于30<1(:才能保證淬火組織不出現托氏體組織,堿浴中的水分應控制在2%~6%較好。

               鍛件自爐中取出人淬火介質前,在空氣中轉移時間過長、在淬火介質中冷卻時間短、淬不透或自回火也會使鍛件硬度偏低。水淬油冷的雙液淬火時,在水中冷卻時間不夠,或從水中取 出放人油前在空氣中停留時間過長,會使組織中出現貝氏體或托氏體,也會導致硬度偏低。

               鍛件安裝夾具時裝載量過多,內部加熱不透也會使鍛件硬度偏低,成批鍛件人淬火介質時,也會使心部鍛件淬不上火。

               分級或等溫淬火時,溫度過髙或分級時間過長,也會降低淬火硬度。鍛件在空氣中預冷時間過長,得到非馬氏體組織,也會降低鍛件淬火后的硬度。分級時間過短,淬火后出現殘留奧氏體,同樣會使硬度降低。

               鋼材混料,如低碳鋼和中碳鋼混合,因材質不同,在同一奧氏體溫度下,會出現低碳鋼件奧氏體化不充分或中碳鋼件過熱,淬火后,硬度會有偏差。

               鍛件在強氧化性氣氛或介質中加熱,會使鍛件表面脫碳,使鍛件表面奧氏體含碳量低。 不同含碳量的奧氏體淬火后的馬氏體硬度不同,故脫碳后表面淬火硬度值低。

               鍛件鍛后未正火或退火時,原始組織有大量鐵素體,通過短時間的加熱保溫淬火,鐵素體不能除去,仍被保存下來,使淬火后出現未熔鐵素體組織,硬度偏低。

               鍛件淬透性差、尺寸很大出現尺寸效應、原材料帶狀組織嚴重、碳化物偏析、非金屬夾雜物超標,均影響鍛件淬火后的硬度。

               另外,硬度計示值不準,鍛件表面粗糙有毛刺或氧化皮,硬度計平臺不平也會影響硬度測量的準確性?;鼗饻囟雀?、保溫時間長,也會使硬度偏低。


        二、鍛件淬火后硬度低解決方法:

               淬火工藝正確無誤,符合生產實際,工藝應明確加熱溫度、保溫時間、裝爐方式、裝爐量、淬火方式、淬火介質的種類、組成、溫度等。應該有詳細的工藝操作規程嚴格遵守工藝紀律,對于雙液淬火,空氣預冷淬火,分級等溫淬火等各種轉移運作都應有嚴格的時間控制概念,不得馬虎,以防止非馬氏體組織出現。

               加熱設備應保證工藝要求,應定期檢測爐溫均勻性、空氣爐的爐門密封性、鹽浴爐轉角 處溫度的均勻性。應該經常檢查電熱元件,損壞應及時更換??販貎x表應定期校驗,標明誤差,保證示值準確。

               熱處理用的化學藥品應符合JB/T 9202—1999的具體規定,鹽浴爐校正劑應符合JB/T 4390—1999的具體規定,鹽浴爐應經常脫氧撈渣。

               對于淬透性差的鍛件,為保證淬火后硬度應縮短淬火轉移時間,加大冷卻速度,以確保表面淬火硬度,對殘留奧氏體過多的工件可冷處理。

               對于尺寸較大的工件,由于尺寸效應,往往表面淬火后硬度偏低,應該用強烈噴射淬火介質的方法來加大冷卻速度,提高表面淬火硬度。硬度偏低件允許重新加熱淬火、回火。

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