对症下药--性能与热处理工艺

横笛吹雨 · 发表于 2009-7-29 12:47:55

热处理的目的无非是改善组织、达到需要的性能（包括机械性能、切削加工性能等）。而机械性能中又包括硬度、强度（抗拉、抗压、抗弯、屈服、静压……）、塑性、韧性（冲击韧性、断裂韧性……..）等等。零件千差万别，性能要求也千差万别。面对不同材料、不同产品、不同性能要求，大家是如何对症下药的呢？尤其是面对常见的硬度、强度之外的指标，您是如何有针对性地制定或调整热处理工艺的？
希望大家能提供实际案例，尤其欢迎失败与成功的对比案例。

横笛吹雨 · 发表于 2009-8-8 18:08:46

近来忙于工作和一些其他帖子的讨论，把这个帖子搁一边凉快了十几天了

发这个帖子的起因是，看到论坛内有不少针对性能方面的求助帖子最终都不了了之，求助者对问题解决情况也很少有反馈的。所以讨论了不少问题，但也浪费了不少宝贵的知识和实践经验。所以也就有了发这个帖子收集相关性能与对应热处理工艺的想法。在此也拟定一个范式，便于大家参与，并欢迎随时讨论：
【工件名称】
【材料】
【主要尺寸】
【性能要求】（可单独针对某一项，如延伸率、冲击韧性）
【热处理工艺】
【检测结果】
【调整工艺】
【复检结果】

横笛吹雨 · 发表于 2009-8-8 21:09:57

从这个帖子（http://www.rclbbs.com/viewthread.php?tid=38341&extra=page%3D8）取一个不完整的例子抛砖引玉：
【工件名称】XXX
【材料】XXX
【主要尺寸】XXX
【性能要求】塑性和低温冲击
【热处理工艺】调质后冷作变形，再低温回火
【检测结果】降低到XXX
【调整工艺】在低于原调质的高温回火温度40℃的温度回火
【复检结果】可基本恢复到冷作变形前的水平（XXX）
但是，该帖中“老热工”武工说：“如果局部变形量大再结晶退火时,晶粒会粗大,塑性指标恢复不会超过冷作变形前塑性指标，低温冲击能也不会恢复调质后的指标。变形量小的部位不会发生二次再结晶，塑性指标能恢复较好一些，也不会超过冷作变形前塑性指标。如果是去应力退火，塑性指标、低温冲击能恢复不会超过冷作变形前塑性指标。况且去应力退火掌握不当还会形成第二类回火脆性。”况且，如果只是去应力退火，豹工在下面帖子（http://www.rclbbs.com/redirect.p ... o=lastpost#lastpost）中又说了：会“保留加工硬化”。
所以，在控制变形量不致达到临界变形量的前提下，还是在低于原调质高温回火温度40℃的温度回火更可行一些。

hufadong · 发表于 2009-8-12 09:41:51

【工件名称】不锈钢冷轧卷板
【材料】 SUS443
【主要尺寸】0.3X700XC
【性能要求】硬度<200HV，屈服强度>250，抗拉强度>450，延伸率>28
【热处理工艺】退火工艺，连续光亮退火炉退火，用氨分解气体保护，首先是温度1100摄氏度，保温是2.4min/mm
【检测结果】做金相检测，表面还有粒状的碳化物，晶粒不均匀，有些呈轧制方向的椭圆形，测机械性能，其他性能均可以，硬度偏高至210
【调整工艺】通过调整保温时间至2.7min/mm
【复检结果】各种机械性能均达标！

whui · 发表于 2009-8-14 22:24:02

【工件名称】冲头
【材料】高速钢 W6
【主要尺寸】Φ30X60
【性能要求】硬度63-66HRC，一定的韧性,达到四万件
【热处理工艺】1220分级淬火
【检测结果】质量不稳定,有早期脆断的情况
【调整工艺】1190低温分级淬火，提高韧性，硬度调整为58-62HRC
【复检结果】基本达到设计要求

横笛吹雨 · 发表于 2009-8-15 07:57:19

能否说明一下工艺调整的理由以及前后两种工艺的分级温度、回火工艺情况？

whui · 发表于 2009-8-15 12:46:05

两次分级，580和280然后560X1.5h回火四次

所以因为 · 发表于 2009-8-16 08:51:24

如果冲头硬度调整为58-62HRC，用1190℃加热淬火，硬度会在上限或者冲破上限。冲头的韧性指标是很重要的，根据你的硬度要求，建议用1150℃加热温度比较合适。
个人观点，仅供参考。

whui · 发表于 2009-8-16 11:06:55

我们1190℃加热560℃回火出来一般在62-64HRC之，然后转580-600℃高温一次

whui · 发表于 2009-8-16 11:10:36

1150℃没有试过，更低温度淬火，和转高温回火那个的对韧性的效果好一些呢？

whui · 发表于 2009-8-16 11:19:11

【工件名称】行星齿轮
【材料】 20Cr
【主要尺寸】Φ30X15
【性能要求】表面硬度58-62HRC；心部硬度30-35HRC，
【热处理工艺】860碳氮共渗后淬分级油
【检测结果】心部硬度过高达到40HRC左右，在台架试验中发生断裂
【调整工艺】后调整油的冷速，换成好富顿2565高温油
【复检结果】心部硬度34HRC左右，满足台架试验要求

横笛吹雨 · 发表于 2009-8-16 20:04:57

原帖由 whui 于 2009-8-15 12:46 发表
两次分级，580和280然后560X1.5h回火四次

那么低温淬火的采用280度分级应该是贝氏体淬火了吧？

whui · 发表于 2009-8-16 21:26:27

应该是贝氏体加马氏体吧
580和280时间都不是很长，580度1-2min，280度15min，主要是为了防止变形。

所以因为 · 发表于 2009-8-17 08:33:41

1150℃加热淬火，硬度范围在60~61HRc左右，我做过类似的冲头。用稍低的温度淬火比稍高温度回火对冲头的韧性更有帮助；回火温度560℃，3~4次回火。
建议280℃贝氏体淬火等温时间延长至1h，以提高冲头的韧性。

横笛吹雨 · 发表于 2009-8-17 19:38:02

哦，那么您的调整工艺重在降低淬火温度。
由您和沈工的讨论可看出，这类不需要红硬性而需要较高韧性的冷磨具提高韧性的方法有3种：（1）正常淬火下提高回火温度（2）降低淬火温度（3）贝氏体淬火。而以后两种更为有效。
有一个问题，高速钢贝淬的等温时间对残奥多稳定性有很大影响，不知对应多大的贝氏体量时韧性好而残奥量也能在3-4次高温回火后基本分解？

霜月 · 发表于 2009-8-18 10:02:09

请问：该冲头所加工零件材料和坯件状况（正火或退火、硬度和组织）？

whui · 发表于 2009-8-18 12:28:22

残奥应该在第二次回火的时候基本上都转变的差不多了，我做过一次试验，高速钢w6，1225分级560回火，第一次回火硬度增加很多，有2-3HRC，我觉得应该是残奥转变的贡献，第二次回火略有增加，第三次和第四次基本上硬度都不怎么变化了的，

whui · 发表于 2009-8-18 12:30:37

8mm厚的板材，车架，硬度偏高应该有200HB左右

[ 本帖最后由 whui 于 2009-8-21 20:04 编辑 ]

横笛吹雨 · 发表于 2009-8-21 19:06:52

那是否是你等温时间短的缘故？
一般地，等温过程会增加残奥的稳定性，故需增加回火次数。

whui · 发表于 2009-8-21 20:08:06

谢谢指导
我们再延长等温时间看看能不能更有效果

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