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鑄鍛件調質工藝守則
' _6 b/ z* z l6 c, S2 ]- Z. w0 q# N }1 范圍
1 e7 `: k- N; h( \! \本標準規(guī)定了碳素鋼及合金鋼鑄鍛件調質處理的技術要求及操作規(guī)程。# L! n2 p, q6 a0 Y5 L1 t* F
本標準適用于材料為碳素鋼、合金鋼,截面小于800mm,硬度HB≤320的一般機器零件(如:軸、齒輪、圓盤等鍛件及形狀比較簡單的鑄件)的調質處理。+ r. o6 m: S0 h7 R( @. n: e* b
2 規(guī)范性引用文件3 r$ R. G8 b2 @5 y
GB231-1984 金屬布氏硬度試驗方法
# m7 N9 v; ^7 R8 D8 RGB/T699-1999 優(yōu)質碳素結構鋼0 @; g/ L% |! ]4 O6 v1 D d# v
GB/T3077-1999 合金結構鋼2 a. N9 E/ e& {1 a: [+ G
GB/T6402-1991 鋼鍛件超聲波檢驗方法
2 u% h' O. Z- n- c; {: t/ z4 H# yGB7232-1999 金屬熱處理工藝術語
" r: K; \" I X! l% {GB7233-1987 鑄鋼件超聲波探傷及質量評級
: i6 ?5 u8 t. CGB8539-1987 齒輪材料及熱處理檢驗的一般規(guī)定
: `+ C: T& ^1 L* Z2 X) J/ D9 uGB9452-1988 熱處理爐有效加熱區(qū)測定方法
& }& p, ?5 L x% y0 c# t* g% mGB11352-1989 一般工程用鑄造碳素鋼件
/ u# o* @* ]) V m# g, ?0 uGB/T16923-1997 鋼的正火與退火處理
/ y0 Y% U+ M2 s ^GB/T17394-1998 金屬里氏硬度試驗方法
) s; P3 u% V* m% OJB3877-1985 鋼的淬火回火處理
. a1 O. i* D0 E0 x3 名詞術語
3 k8 X+ L! k- H6 L ~' U3.1 淬火
4 q) e" L$ T5 d, J' j1 H7 z將鋼件加熱到AC3或AC1點以上某一溫度,保持一定時間,然后以適當速度冷卻獲得馬氏體或貝氏體組織的熱處理工藝。
: k8 M/ _- h! |5 |! d3.2 回火5 ?1 O, k* [( S! s# W9 M9 M6 L
鋼件淬硬后,再加熱到AC1點以下某一溫度,保溫一定時間,然后冷卻到室溫的熱處理工藝。
$ e! g* X8 F) n# H W2 ^3.3 調質: T4 x5 I4 }: c
鋼件淬火后高溫回火的復合熱處理工藝。. F) e, L' y8 Y* D
3.4 待調質件
" E3 g6 ]' q0 L/ E" V# |凡要求進行調質處理的鋼材、零件坯料等統(tǒng)稱待調質件。8 L( t6 t2 ^# x2 D7 s% Y) e
3.5 調質件. v+ p$ \$ ^; w
經過調質處理的鋼材或零件坯料。
2 @2 E+ Z; s- D) A2 _8 H4 待調質件的有關規(guī)定6 E' z2 H) J5 Q) a; y
4.1 待調質件的鋼種牌號# [9 E& r8 l1 ]1 B
適用于調質的部分鋼種牌號列于表1。+ `3 r) U* P1 e4 Z7 v
表1
: w7 U% [0 A) k3 \: t鋼 組 及 標 準 號 鋼 種 牌 號3 `. K# c& ]3 m
(1)結構鋼& m: b. P5 t. r5 A7 `6 c
大型碳素結構鋼鍛件
- P$ Q9 M( U& e, Y普通含錳鋼
T1 ?& g' T2 O4 ?" [& d大型合金結構鋼鍛件
9 G1 J& q! F9 P! q1 Q35,45,55,60* t, e7 K# }1 V) z; L7 x
硅錳鋼5 A- \8 f( s$ B( \% C( y. I
硅錳鉬釩鋼
, H9 \- G5 r! d/ N& _) t鉻鋼
7 K) \$ W1 x% g' [; Y鉻鉬鋼4 }+ b& y0 x/ _& [9 x: a) b
鉻鉬鋁鋼" g# b3 h1 ^. N' F \* X
鉻錳鉬鋼' t c2 Z+ Q! Y9 j/ o
鉻鎳鋼
( Y6 ]( w; p$ m) N, T! A鉻鎳鉬鋼# F6 D2 F+ E6 z1 h6 E0 n
鉻錳硅鋼
" _! C2 B- e; j" \& T# d重型機械用彈簧鋼5 ^' T' G! L! }& l
軸承鋼 35SiMn,50SiMn
! F+ S# B4 l# ^+ }37 SiMn2MoV
9 d9 Y v" q/ X8 w% i4 o40Cr, 50Cr* U9 ~ R" D/ Y0 t
35CrMo, 42CrMo,50 CrMo
/ s2 n6 {1 |/ [& v) g/ T38CrMoAl5 j! n, r' c% D0 }: v5 A
40CrMnMo3 @0 w0 c9 B3 o C' Q
40CrNi, 45 CrNi# R" m3 H: h8 R; L
34CrNiMo, 40CrNiMo/ _; S1 G" X) g D" |
30CrMnSi, 35 CrMnSi
0 ]5 w8 h* n0 r# M65Mn, 60Si2Mn, 50CrVA
K5 z H# \# ?! E$ D1 M2 xGCr15, GCr15SiMn
0 N9 d2 e5 b5 b) T(2) 工具鋼2 {6 j& i9 W1 X. [4 |& @
大型鍛件用碳素工具鋼: Z. x. c: v$ W
大型鍛件用合金工具鋼 . W8 r; j. e% M+ Z6 M4 @
T7、T8、T10、T12! B. Q& _( N1 C2 E' q' v1 Z
9CrSi,9Cr2,9 Cr2Mo,5 CrMnMo,5 CrNiMo,60 CrMnMo
' N: U3 c$ _- w(3)特殊鋼/ F0 ?: d; e- p: K7 W* `
大型不銹、耐酸耐熱鋼鍛件
: ~3 l& d, p! }1 Cr13,2 Cr13,3 Cr13,4 Cr13,7 C" I9 Y- D# ]4 X7 x
(4)鑄鋼
5 P k- J$ X" Q一般工程用鑄造碳鋼件0 l4 c* G5 z. j8 q$ U6 o0 P
大型低合金鋼鑄件
, ]" ^: F* e$ EZG270-500, ZG310-570, ZG340-6401 _9 `4 m" e, y P- C/ @! H1 t
ZG40Mn2,ZG50Mn2,ZG35CrMnSi, ZG35SiMn, ZG34CrNiMo
@7 |: i# j+ B3 S4 b' x4.2 調質件的原始資料1 b. X) ^4 B+ K: N( e4 s( t
a、 一般零件必須提供:鋼號、預先熱處理方法等。
( ^4 w& E2 U1 }, O2 Q" lb、 重要件(指Ⅳ、Ⅴ類鍛件和有特殊要求的零件)除了提供鋼號、預先熱處理方法以外,還要提供化學成份、熔煉爐號等。$ {' W3 R9 H" U9 L0 p+ k+ P8 _
c、 如果有特殊規(guī)定,還須提供鍛造比、晶粒度、超聲波探傷等有關數(shù)據(jù)。
6 t" |* G9 V' u+ x' C4.3 待調質件的外觀檢查
u0 [% t( \, J8 o7 ^a、調質件的加工余量' E2 C. r) m1 @$ j# F. F
加工車間送來的待調質件,必須按“熱處理件粗加工余量”標準留有加工余量,按規(guī)定加工圓角及倒角。0 i1 k- }8 u. R& U
b 、待調質件外觀
2 E, G X/ }9 K5 Q) W4 y待調質件表面不得有裂紋、砂眼、氣孔、燒損、重皮、碰傷等缺陷。鑄鍛件表面缺陷允許鏟磨去除,但鏟除后不得有尖角,并必須保證有足夠的加工余量。加工件表面不允許有較深的刀痕、尖角(有特殊要求的成品除外)。
3 G1 T, K4 V+ ^* w, F% ~5 Dc、帶足試棒
+ a) Y9 u: k1 p' z% i+ y @: j待調質件如果是Ⅳ、Ⅴ類鍛件或者有性能要求的調質件,必須按規(guī)定帶足試棒,含復檢用試棒,并且在零件和試棒上打上熔煉爐號、零件圖號等。試棒的外在和內在質量必須能代表工件。
6 y/ k' B# D/ kd、來件外觀檢查
- C- B3 |. m$ w1 R接收工件的人員要認真按以上要求檢查外觀質量,如不符合要求不得接收,不得轉入下道工序。
: n8 f' {; N" `* S) H2 V# g5 調質處理工藝
- P& \6 p3 ~& e5 e5.1 調質處理工藝曲線 調質處理工藝曲線見圖1所示。
9 w7 A' P* A! E% a, n+ V* U: ]4 j( V( Y
+ D6 N5 V1 _& W0 c Y1 |) }1 P7 |. `0 A4 C5 I" A; r
6 j$ b$ y# j: f2 C
. Z+ s- q* x2 Y* `( T! I9 O組% b! P9 A0 A, M
別 鋼號 截面
/ U" m& u3 E) H. E(mm) 裝爐( p: o, R5 j; w: k
溫度 ℃保
8 M/ E ?* ^% d5 ~& ?$ g1 R) c持(時) 升溫速度
( r b$ T& F8 r* l9 X x(℃ /時) 保溫' T$ j! Y' @* S" k4 [- s0 c) d
(時) 升溫速度, D# B) n2 N8 M! ^- y
(℃ /時) 均溫 ' ^- I9 c2 D* f
(時) 保溫 冷卻 裝爐$ _% _5 q O! f- |5 ]) {8 Q1 L+ y8 \
溫度 ℃/保3 G8 {/ ~( a4 j, b6 S
持(時) 升溫
0 T3 W/ N6 z( o; |, T4 c8 P(℃ /時) 均溫
- E8 {$ `; u& v(時) 保
. \9 @3 S+ j# I溫1 j4 o" M& b: ?' u& b
冷卻 出爐! ]/ w# [7 o r, S
溫度
8 B4 C+ s2 N" m( m4 \(℃)0 e H6 R( [7 o2 u
Ⅰ 35,45
' P/ K9 V8 v2 b8 x. ?' s% J' R R$ W40Cr
! _' {- Z! H" c7 s( \35CrMo& x& c) w1 i0 U3 Q. \
35SiMn
' m/ M3 i& e. M, _42SiMn
' t' G) n8 V& v) {ZG270-500# _. j$ N. I+ d( D, w8 Q6 P
ZG310-570 ≤200 小
! B4 T7 G% |& C- B于
; v4 ^5 B- h b: U& W. f淬
/ b8 B+ H; U! a# A/ V( S0 a火
' k7 m* A; Y }' ? T0 y9 H溫
) L u t; f/ I5 G度 ~ ~ ~ ~ 40min/100mm 小, o9 @( ^: x. V
于) ~, @" T* u/ W9 S: C2 [( `
回$ ~6 c6 P6 {/ f: {* o- B
火# ?$ J1 k' G% L$ x6 H/ e+ t
溫* y. t" r) J; W$ K) \0 i* d v+ C! ^4 T
度 ~ ~ 90min/100mm 空冷
- l5 ^! _; a m* j6 n( h 201~400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
1 j2 D2 w8 I- U7 `! D6 @& d' d 401~600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″ ; b% ~4 @0 c, f: u% I; V
601~800 ≤6502 z% r" ^2 |3 _$ p" X* {
14 v5 w. P9 C$ F& H/ F/ E6 O
≤100 1 ~ ~ 6 b% M/ d7 a$ W$ F: x) d
≤4503 i, t% }# N! {' E% H5 K. ~
1
! O( o3 j- ^ I6 v3 e( h/ U0 t≤80 ~ 爐冷 ≤450
* c+ b5 Q* c* J# I, l6 EⅡ 50 60
?+ d+ l, u, A30(5)CrMnSi+ C; I7 O9 s2 s
35CrMoV
) }5 B% r: Z8 T35GrMnMo$ j! q0 a$ O7 r, R. }/ X4 j0 ]+ S U
34 GrNi3Mo
; v( v: j2 i! P40GrNi(Mo)6 w, p6 K) K. c" O$ p* Q# l
42CrMo- z } `2 o2 J
50Cr ,40GrNi2Mo F! @+ N2 t. u% D5 W( m
*ZG35CrMo( J( Q: z/ J: H5 V
*ZG35CrMnSi+ ~5 M/ e0 m' l( l; G, Y* ~
*ZG35SiMn' L* m* `3 E0 [$ S6 \9 B' e, s
*ZG40Mn2
. B7 B* D `0 r; ?5 U6 Z*ZG50Mn2
0 g4 {9 G F$ |*ZG340-640, B4 O1 R9 B% D" ?$ _# w. w
*ZG50SiMn ≤200 小
0 {* B Z% L( p于
* O8 M) Y9 |( P' D' J2 j淬) b; D T% `2 d& v
火1 Y6 W# W1 f! \3 f8 X( ]& X1 w5 o3 `
溫8 b$ H3 K4 i6 Y6 q4 ~
度 ~ ~ ~ ~ 45min/100mm 小/ K7 ?9 ]# B( ?1 t: p* D1 \7 H
于
4 b9 c3 @. `0 e/ W回
$ ~3 e7 f/ Q' ~火# j+ T! m* | }* M$ w) g
溫
/ y, K6 g: j0 @8 ^+ _度 ~ ~ 120min/100mm 空冷
. y3 ~; T R0 \* K3 K( E& S 201~400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
1 N6 `* [! J0 j4 o! T h 401~600 - \( F- T) q& }* u. z0 p
≤650
$ {0 C$ o" ^+ l* a* \0 g8 _1- S: k: D) f# j; P+ g/ U" }- B% b
≤100 1~2 ~ ~ 6 U# U# v% k4 P. X4 t' m" X0 Q
≤450/ o2 x, U" R" j. _* I
17 r6 V: y+ X7 H. J. ?! g/ w% \1 A, m9 r+ t
≤80 ~ 爐
& _( O. R* `8 }8 g3 U1 g: U1 K或空 ≤4503 S8 Q) H2 R" z
601~800
8 b& a& ?. p+ W! K0 y≤650
# L! v9 y; U* R2
! u* V- A6 ~! R4 {) K* M; h/ f. B/ A≤80 2~3 ~ ~ 8 K1 j3 A2 l4 P7 w
≤450
# S. {2 e/ a9 S5 e3 m, E1
, R2 M( G* k2 N! B≤70 ~ 爐冷 ≤400
# A% u! ?4 j g7 n- k' ]* I- [Ⅲ 37SiMn2MoV; |: D9 T; q: O8 |: j/ T; _" }
38CrMoAl! _- B0 y' [: f# A) }1 q
60CrMnMo& Z# ?7 I; @: k
60CrMoV: F8 ?/ W ]# z' [2 C6 k# A
50CrVA
" l( u' U) W- X8 }/ j0 X3 K2 t2Cr13( A+ E5 E" C- u. l+ R
3Cr13 ≤200 小于淬火溫度 ~ ~ ~ ~ 60min/100mm 回火
, z* q( D1 ?2 A& a- z溫度 ~ ~ 120min/100mm 空冷 ; R& G, ?" z: \% c
201~400 ≤650 ≤100 1~2 ~ ~
) D, C' A2 D! _: m2 P; V! ?. z≤450
+ w4 N5 v! j- N1; G: G: a. U: G$ D/ o; o
≤80 ~ 爐或空 ≤450
0 b1 m# ?) P9 ?: x 401~600 % b% R+ Q0 q& `8 ], L# Z& }
≤650
/ w7 g* ~5 F4 w& c1~2
7 S% }9 J( k! z. t≤80 2~3 ~ ~ 8 R' Z" P- H, H/ y; ]7 a- ?
≤450: E f1 u5 |5 K+ K E2 e1 ?) J
2$ B; x+ m' G3 O- b7 L& F
≤70 ~ 爐冷 ≤400
/ ?: `4 x, c7 z( N 601~800 6 n, }# |/ H) A1 v
≤650' k3 ?$ o `/ t
2~3/ N% z+ {, c4 G; A+ a) U3 Z
≤70 3~4 ~ ~
: i! q4 [( B5 t6 f. g≤450* t7 O" c7 T1 b9 i' n6 s
3; C" p" {9 b* F
≤60 ~ 爐冷 ≤350! Y! P. k1 Q* d1 H7 [
Ⅳ 5CrMnMo( t% h7 g/ D9 r3 Q" T
5CrNiMo
# h) W V+ K6 W/ {$ |9Cr、9Cr2
. i8 A2 e, k+ T/ o9CrSi
, D; e0 K6 Z4 O5 [4 c3 ^GCr15) s. _& t, `' h# j, E
GCr15SiMn# O# ^, T& Q3 e5 g: J4 k
CrWMn ≤200 ≤650- C. P5 M! K# y6 R3 d* a* c
16 ]0 ~* A' j0 k7 e
≤80 1 ~ ~ 70min/100mm 0 e- e6 Z& {( D/ u& K
≤450* b8 c! w& w, k' r. c
17 b. x% \ C2 u
≤70 ~ 120min/100mm 爐或空 ≤4006 c) h: z( V" t. p1 o2 R
201~400 + ^' e. ^. d$ K9 L* b. |
≤650
2 r3 R$ q7 \- ^4 B* a+ m$ v8 y1
5 l I" i0 n: K$ y' I0 k/ ]; B' t≤70 2 ~ ~
3 k; k \) {, p0 N9 M$ `$ F" k≤450+ z$ F7 Q( E( U7 O; K% h$ ]
2. L/ Y S1 o. w/ i& r( \1 V
≤60 ~ 爐冷 ≤4002 H$ |0 l7 v- P8 G
401~600 & K, X/ |7 W3 J2 x% R5 P
≤650
3 p. W% E: n5 q- [! K# }4 g* S- Y2' A7 w7 C5 y7 l# T" V- }/ K" @
≤60 2~3 ~ ~ # {# W' w5 C6 d) f3 d+ {7 _
≤450
% E( V9 a+ J! A, V4 B2~3
5 `7 y- f& m: \6 h. T- r≤50 ~ ″ ≤350
: T M2 U! X7 H J8 v4 F3 u 601~800 + g$ D4 B% y' r; P1 Z
≤650
: w& l+ \, P% `* ^/ S- T3/ Y8 A0 D0 R- ]- X. E. u/ w% U
≤50 2~3 ~ ~
& |% U: d* X% V3 A9 O8 ?' P≤4507 ~/ }) ]) l/ \$ a. f) R
2~3
$ x8 t& H( Y4 v9 y! U: V* s≤40 ~ ″ ≤3007 a4 I+ {$ p7 u4 h) m
注:鑄件在淬火溫度下的保溫時間:碳素鋼鑄件按45min/100mm、合金鋼鑄件按60min/100mm計算。 2 C- y- W! ^. c5 H
圖1(含表) 調質處理工藝曲線
# p# w4 C6 O1 ^5 @8 w5.2 關于調質工藝曲線的幾點說明
2 ]2 Q, c- i) [a、根據(jù)含碳量和含合金量將常用鋼號分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四組,以便于計算淬火保溫時間和回火保溫時間。
( r/ K B; P. n/ kb、裝爐溫度/保持時間欄內,保持時間是指在裝爐溫度下等溫一段時間,使內外溫差減小或一致。裝爐溫度小于或等于某一溫度系指爐內溫度接近該溫度(相差小于50℃)。5 m" Y' W g) Q0 e
c、當鑄鋼件有效截面大于150mm時,淬火裝爐溫度必須低于650℃,在650℃~700 ℃必須保溫1~2小時?;鼗饡r,當有效截面大于150mm,則裝爐溫度必須低于450 ℃。' l3 O5 h; {) C; G+ @7 Z
d、 低于淬火(回火)溫度是指只要比淬火(回火)溫度低即可。
5 \5 h% L& [: ]8 Z* s; p5.3 調質工藝參數(shù)的確定
! Q/ q) {' ]2 \ ]5.3.1 零件有效截面的確定
4 E5 t5 c' Y& `$ v/ {零件有效截面(常稱有效厚度)是指在選擇和確定加熱和冷卻過程中各工藝參數(shù)時,具有代表整個零件性質的截面。常用零件有效截面的確定原則如表2所示。
5 S& K$ a u* j ~9 B0 d$ m$ z |
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