常用鋼材的調(diào)質(zhì)處理工藝規(guī)程如表3-5所示。對(duì)于具有第二類脆性的鋼材,回火后應(yīng)快速(水或油)冷卻。
中碳結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后,其力學(xué)性能為:
σb=588~1176MPa;σs=343~980MPa;
σs/σb=50%~60%;σ-1 =343~588MPa;
δ=10%~20%;Ψ=40%~50%;
ak=49~147J/cm2;HB=170~320。
高溫回火常在500~650℃區(qū)間進(jìn)行,多應(yīng)用于結(jié)構(gòu)鋼制造的工件。其目的主要是在降低強(qiáng)度、硬度及耐磨性的情況下大幅度提高塑性及韌性,以便得到良好的綜合力學(xué)性能。含Cr、Mo、W、V、Ti等元素較多的合金鋼(結(jié)構(gòu)鋼及工具鋼)在高溫回火過程常因析出彌散分布的特殊碳化物而產(chǎn)生二次硬化現(xiàn)象,而使硬度略有升高。
淬透性較大或截面較小的工件,正火后硬度可能偏高而塑性偏低,也需進(jìn)行高溫回火以改善之。大鍛件在淬火或正火后,常以高溫回火去除內(nèi)應(yīng)力并改善組織和性能。常用鋼的高溫回火溫度與硬度的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3-3所示。
某些高合金結(jié)構(gòu)鋼的高溫回火溫度可能遠(yuǎn)高于650℃。例如,制作內(nèi)燃機(jī)排氣閥的4Cr9Si2鋼淬火溫度1030~1050℃,回火680~710℃;4Cr10Si2Mo鋼,則常用1100℃油淬,而后840~860℃回火(4h)。
當(dāng)碳鋼中含P、Sn、As等元素較多,或合金結(jié)構(gòu)鋼中含有Cr、Mn、Ni(與Mn或Cr共存時(shí))等元素時(shí),高溫回火(尤其是500~600℃間)易出現(xiàn)較嚴(yán)重的第二類回火脆性,應(yīng)在回火后采用快速冷(水或油)以避免之。第二類回火脆性敏感性較小的鋼種(含有適量的鉬),高溫回火后可以緩(空)冷。
資料通過計(jì)算,建立起了45鋼回火后的性能與回火溫度之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式:
HRC=75.46-0.096t
σb =2263. 8-2. 65t
δ5=-11.39+0.066t
式中 HRC-洛氏硬度數(shù);
σb-抗拉強(qiáng)度,MPa;
δ5-伸長(zhǎng)率;
t-回火溫度,℃,t在200~700℃范圍內(nèi)。
應(yīng)用上式,可對(duì)45鋼的回火后的性能進(jìn)行預(yù)測(cè),方法簡(jiǎn)單且精確。
影響調(diào)質(zhì)處理質(zhì)量最重要的因素是鋼的淬透性。工件在淬火后如果得到單一馬氏體或馬氏體及下貝氏體組織時(shí),高溫回火后便可得到均勻的回火索氏體組織,并能保證良好的綜合力學(xué)性能。但如因淬透性過小而淬火組織中含有鐵素體或珠光體時(shí),疲勞強(qiáng)度及屈服點(diǎn)將明顯下降。采用適當(dāng)?shù)暮辖鸹约安捎缅憻岽慊鸸に嚨,都是提高淬透性的有力措施?/p>