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45#无缝钢管和40Cr合金钢管调质工艺 |
作者: 昌达 |
调质是淬火加高温回火的双重热处理，其目的是使工件具有良好的综合机械机能。
调质钢有碳素调质钢和合金调质钢二大类，无论是碳钢仍是合金钢，其含碳量控制比较严格。假如含碳量过高，调质后工件的强度虽高，但韧性不够，如含碳量过低，韧性进步而强度不足。为使调质件得到好的综合机能，一般含碳量控制在0.30~0.50%。
调质淬火时，要求工件整个截面淬透，使工件得到以细针状淬火马氏体为主的显微组织。通过高温回火，得到以平均回火索氏体为主的显微组织。小型工厂不可能每炉搞金相分析，一般只作硬度测试，这就是说，淬火后的硬度必需达到该材料的淬火硬度，回火后硬度按图要求来检查。
工件调质处理的操纵，必需严格按工艺文件执行，我们只是对操纵过程中如何实施工艺提些看法。
1、 45号钢管的调质
45号钢管是中碳结构钢，冷热加工机能都不错，机械机能较好，且价格低、来源广，所以应用广泛。它的最大弱点是淬透性低，截面尺寸大和要求比较高的工件不宜采用。
45号钢管淬火温度在A3+(30~50) ℃，在实际操纵中，一般是取上限的。偏高的淬火温度可以使工件加热速度加快，表面氧化减少，且能进步工效。为使工件的奥氏体平均化，就需要足够的保温时间。假如实际装炉量大，就需适当延长保温时间。不然，可能会泛起因加热不平均造成硬度不足的现象。但保温时间过长，也会也泛起晶粒粗大，氧化脱碳严峻的弊病，影响淬火质量。我们以为，如装炉量大于工艺文件的划定，加热保温时间需延长1/5。
由于45号钢管淬透性低，故应采用冷却速度大的10%盐水溶液。工件入水后，应该淬透，但不是冷透，假如工件在盐水中冷透，就有可能使工件开裂，这是由于当工件冷却到180℃左右时，奥氏体迅速转变为马氏体造成过大的组织应力所致。因此，当淬火工件快冷到该温度区域，就应采取缓冷的方法。因为出水温度难以把握，须凭经验操纵，当水中的工件抖动休止，即可出水空冷(如能油冷更好)。另外，工件入水宜动不宜静，应按照工件的几何外形，作规则运动。静止的冷却介质加上静止的工件，导致硬度不平均，应力不平均而使工件变形大，甚至开裂。
45号钢管调质件淬火后的硬度应该达到HRC56~59，截面大的可能性低些，但不能低于HRC48，不然，就说明工件未得到完全淬火，组织中可能泛起索氏体甚至铁素体组织，这种组织通过回火，仍旧留存在基体中，达不到调质的目的。
45号钢管淬火后的高温回火，加热温度通常为560~600℃，硬度要求为HRC22~34。由于调质的目的是得到综合机械机能，所以硬度范围比较宽。但图纸有硬度要求的，就要按图纸要求调整回火温度，以保证硬度。如有些轴类零件要求强度高，硬度要求就高;而有些齿轮、带键槽的轴类零件，因调质后还要进行铣、插加工，硬度要求就低些。关于回火保温时间，视硬度要乞降工件大小而定，我们以为，回火后的硬度取决于回火温度，与回火时间关系不大，但必需回透，一般工件回火保温时间总在一小时以上。
2、40Cr钢管的调质处理
Cr能增加钢的淬透性，进步钢的强度和回火不乱性，具有优良的机械机能。截面尺寸大或重要的调质工件，应采用Cr钢。但Cr钢有第二类回火脆性。
40Cr工件调质的淬回火，各种参数工艺卡片都有划定，我们在实际操纵中体会是：
(一)40Cr工件淬火后应采用油冷，40Cr钢的淬透性较好，在油中冷却能淬硬，而且工件的变形、开裂倾向小。但是小型企业在供油紧张的情况下，对外形不复杂的工件，可以在水中淬火，并未发现开裂，只是操纵者要凭经验严格把握入水、出水的温度。
(二)40Cr工件调质后硬度仍旧偏高，第二次回火温度就要增加20~50℃，不然，硬度降低难题。
(三)40Cr工件高温回火后，外形复杂的在油中冷却，简朴的在水中冷却，目的是避免第二类回火脆性的影响。回火快冷后的工件，必要时再施以消除应力处理。
影响调质工件的质量，操纵工的水平是个重要因素，同时，还有设备、材料和调质前加工等多方面的原因，我们以为：
(一)工件从加热炉转移到冷却槽速度缓慢，工件入水的温度已降到低于Ar3临界点，产生部门分解，工件得到不完全淬火组织，达不到硬度要求。所以小零件冷却液要讲究速度，大工件予冷要把握时间。
(二)工件装炉量要公道，以1~2层为宜，工件相互重叠造成加热不平均，导致硬度不匀。
(三)工件入水排列应保持一定间隔，过密使工件近处蒸气膜破裂受阻，造成工件接近面硬度偏低。
(四)开炉淬火，不能一口吻淬完，应视炉温下降程度，半途闭炉重新升温，以便前后工件淬后硬度一致。
(五)要留意冷却液的温度，10%盐水的温度如高于60℃，不能使用。冷却液不能有油污、泥浆等杂质，不然，会泛起硬度不足或不平均现象。
(六)未经加工毛坯调质，硬度不会平均，如要得到好的调质质量，毛坯应粗车，棒料要锻打。
(七)严把质量关，淬火后硬度偏低1~3个单位，可以调整回火温度来达到硬度要求。但淬火后工件硬渡过低，有的甚至只有HRC25~35，必需重新淬火，毫不能只施以中温或低温回火以达到图纸要求完事，不然，失去了调质的意义，并有可能产生严峻的后果。
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