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发表于 2010-11-24 11:14:28
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铸锻件调质工艺守则
3 Y7 d+ g# q9 `: W1 范围
# @9 M: G* r+ O* ?0 Z f( V3 x本标准规定了碳素钢及合金钢铸锻件调质处理的技术要求及操作规程。5 M' E) o; a$ b% t
本标准适用于材料为碳素钢、合金钢，截面小于800mm，硬度HB≤320的一般机器零件（如：轴、齿轮、圆盘等锻件及形状比较简单的铸件）的调质处理。
9 Y$ ]- @' c4 U2 规范性引用文件- i/ Y1 L) K0 T' y4 G
GB231-1984 金属布氏硬度试验方法
& I+ |! @0 V L* ~& M8 yGB/T699-1999 优质碳素结构钢; Q6 H1 \8 v/ B3 \' z8 M. {" y
GB/T3077-1999 合金结构钢. G6 Q2 h) U6 O7 Y5 p% ?( t6 k6 B
GB/T6402-1991 钢锻件超声波检验方法9 W( V' ~, l' c' S9 L' M4 x* m1 u9 ~+ p
GB7232-1999 金属热处理工艺术语
! P9 _8 ?, _4 ^" }4 m& h1 A/ @GB7233-1987 铸钢件超声波探伤及质量评级
% v$ C" L$ S) ?$ @6 b8 J; j- jGB8539-1987 齿轮材料及热处理检验的一般规定 P9 A" h2 M* P+ E$ p, t
GB9452-1988 热处理炉有效加热区测定方法
; d8 w: y' D. }2 S) n% b& {) F% z1 _GB11352-1989 一般工程用铸造碳素钢件2 E l2 q$ S0 Y D+ K9 P
GB/T16923-1997 钢的正火与退火处理
0 g5 j m, f6 h, ?& g1 Q+ g9 m6 l+ uGB/T17394-1998 金属里氏硬度试验方法. w b S' {# ^8 C
JB3877-1985 钢的淬火回火处理
1 a1 j+ _7 _9 c# {" Q3 名词术语 F8 K% Q( p9 T) W
3.1 淬火
, m" E! f- K! }% J将钢件加热到AC3或AC1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
4 e) ^; [# h% p, b3.2 回火0 Z; B% y% Q" W/ Z ~+ S( l$ u
钢件淬硬后，再加热到AC1点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
; C/ K b6 o( T/ o3.3 调质+ |- u' e6 W% I+ c. [0 I5 [1 p8 k; \
钢件淬火后高温回火的复合热处理工艺。
) v% N, \0 z% j2 C& |( P2 I; s3.4 待调质件
* {' f8 u& T9 ?+ _! p8 P& `凡要求进行调质处理的钢材、零件坯料等统称待调质件。, `1 v0 G- y- ?
3.5 调质件9 ?& ~' T3 `. _" }( P
经过调质处理的钢材或零件坯料。4 G) }7 e0 {; t8 s% @$ C
4 待调质件的有关规定' m0 ] |& \8 J
4.1 待调质件的钢种牌号5 t6 N4 D' B7 ~& Q' r; n0 k
适用于调质的部分钢种牌号列于表1。* z' ]% Y3 t' ~% p) j
表1! h9 V( E2 V( F& h6 W
钢 组 及 标 准 号 钢 种 牌 号
9 F! ~+ R9 D2 m p, `, u% k（1）结构钢- \. Z" X, `" R
大型碳素结构钢锻件
: R( T# s: n( [" P普通含锰钢! u8 e9 g3 N* h6 P
大型合金结构钢锻件
: M% D+ s/ G4 a" Q6 e; S( v35，45，55，60
' u! G* `; _' N3 v* F8 `硅锰钢
9 M2 [" O4 T7 `( J硅锰钼钒钢' [+ I$ x) H r/ _, j% n2 P; _
铬钢
+ ~8 B! n4 j8 V: r3 W2 `铬钼钢& @1 T8 n g5 l' O" W% P
铬钼铝钢
' ^7 W- b- R5 u( F( k铬锰钼钢
! d6 r$ X2 B9 C3 X: [% \铬镍钢: n+ j) |5 O* X4 W7 W
铬镍钼钢
3 B9 b; s! S3 ?0 t8 O铬锰硅钢1 ~* f6 Z% R5 P4 Y: G
重型机械用弹簧钢$ W" ?. R! G/ f% o
轴承钢 35SiMn,50SiMn0 e3 A1 M! ^" p0 Z1 w/ P y$ }% N
37 SiMn2MoV" |- o" M8 v. w0 M, y- e Q+ b% y
40Cr, 50Cr
- v1 ^. K H. @7 _9 r35CrMo, 42CrMo,50 CrMo
+ R; z' B2 g/ c3 y# s: K% t38CrMoAl
5 n3 e: o3 ^9 t8 j40CrMnMo
) W3 J0 |/ ]/ R4 r3 T* B& G. u40CrNi, 45 CrNi
! Y* ^ g9 ]8 [* m4 H5 K6 i9 k4 p34CrNiMo, 40CrNiMo! L5 |, F- J' {( U
30CrMnSi, 35 CrMnSi6 F$ i: A' \3 R8 i R& k
65Mn, 60Si2Mn, 50CrVA
, s5 y: n* g8 A3 R8 LGCr15, GCr15SiMn! M/ K u* ?: B, I5 l3 H- \/ v
(2) 工具钢1 d. @+ [. N$ j1 c2 D. H
大型锻件用碳素工具钢
$ `- \6 \$ ^# z" _: Y- j大型锻件用合金工具钢
9 q' C' L; J! h& O& W; D7 i4 I6 [T7、T8、T10、T12
% [# M u, u! [0 G8 B A9CrSi，9Cr2，9 Cr2Mo，5 CrMnMo，5 CrNiMo，60 CrMnMo( T- X' J! l4 E/ g
（3）特殊钢* \# C: m! H# ], B' {: W
大型不锈、耐酸耐热钢锻件
5 B% W' w. A: v7 k% Q! }* B, T) Q1 Cr13，2 Cr13，3 Cr13，4 Cr13，( ~: G# }1 T6 v
（4）铸钢7 e v, \5 r3 ]7 t8 |& ]0 S' L2 u
一般工程用铸造碳钢件
0 i5 r' R* R9 C) q- p! |大型低合金钢铸件 + y& B# z* _+ D! n( R
ZG270-500， ZG310-570， ZG340-640/ }$ u; T- x& L* w
ZG40Mn2，ZG50Mn2，ZG35CrMnSi, ZG35SiMn, ZG34CrNiMo
% E4 V: u9 b! f& D- g* o0 ?1 J4.2 调质件的原始资料# H# P5 x- ?2 V. r: _, l. i: J
a、 一般零件必须提供：钢号、预先热处理方法等。
# k( ^' e2 a5 gb、 重要件（指Ⅳ、Ⅴ类锻件和有特殊要求的零件）除了提供钢号、预先热处理方法以外，还要提供化学成份、熔炼炉号等。" V7 N3 F/ b6 m- x Z
c、 如果有特殊规定，还须提供锻造比、晶粒度、超声波探伤等有关数据。4 V* l/ R. e4 G1 F4 ~% h7 @
4.3 待调质件的外观检查
! j4 u2 U" f2 y% Ga、调质件的加工余量1 F) t; _$ i- D$ H; K
加工车间送来的待调质件，必须按“热处理件粗加工余量”标准留有加工余量，按规定加工圆角及倒角。+ \5 h6 V1 d) R' Y d
b 、待调质件外观
4 Z! b* m6 G+ C/ c) Q待调质件表面不得有裂纹、砂眼、气孔、烧损、重皮、碰伤等缺陷。铸锻件表面缺陷允许铲磨去除，但铲除后不得有尖角，并必须保证有足够的加工余量。加工件表面不允许有较深的刀痕、尖角（有特殊要求的成品除外）。" Y; r9 z8 z% H! f: O
c、带足试棒
+ J4 \) L. Z0 P* h# e5 B9 t待调质件如果是Ⅳ、Ⅴ类锻件或者有性能要求的调质件，必须按规定带足试棒，含复检用试棒，并且在零件和试棒上打上熔炼炉号、零件图号等。试棒的外在和内在质量必须能代表工件。, f) Q5 h+ r5 s; \! L7 D5 @" ~
d、来件外观检查) F. B4 [! H' e% I
接收工件的人员要认真按以上要求检查外观质量，如不符合要求不得接收，不得转入下道工序。$ e. C0 }% |0 d4 u" K2 @0 m
5 调质处理工艺
4 Y. Z E5 x5 b, T2 z5.1 调质处理工艺曲线 调质处理工艺曲线见图1所示。
, p5 D. u2 [/ g" ^
2 k* ? h4 i- [) B
& [, I9 |5 p8 }9 x& m7 C- s! j) U$ S F
/ f; ?( C' N) T* a0 C" a% W4 M
7 Q6 @3 d- `" C. ?: `4 Q3 p+ ?- }' y组' q% q5 \2 |; u
别 钢号 截面9 c( I. R3 u* x4 f
(mm) 装炉* C( J# m4 ]* f4 `
温度 ℃保5 p4 t, T; w+ J) R! X, h2 {
持(时） 升温速度4 A b( \) `9 O' @; O" o* s
（℃ /时） 保温
0 s4 \* Y8 M, b! u+ r(时) 升温速度
/ f; Z4 o2 M: ]8 N( l: F7 i(℃ /时) 均温
& a! \7 z4 F0 d(时) 保温 冷却 装炉) s; m. ^# X: H
温度 ℃/保/ O# G/ O/ V0 @
持(时） 升温5 [: j7 G3 P* D
(℃ /时) 均温
. t: H+ j S: W(时) 保
+ q% E/ D+ \1 e) E6 H% e/ d温' \0 F3 s$ [0 n. @ ^
冷却 出炉
# {3 m' d* A4 T* s% [2 j3 u, e温度
8 i8 C- C2 d* @/ c3 O0 y(℃)
, \" H. {" E4 v5 \# ^4 ^Ⅰ 35,45
; n$ u9 }- A; I6 W I40Cr
/ i* M+ v) h4 X4 U/ \; }. _# f7 |, O$ D2 m35CrMo) @9 [' H4 \ u# N$ J( {
35SiMn9 O* C' o; q! i
42SiMn
$ Z L: Q# n ]2 H# J6 U+ JZG270-5009 m0 a' y: F+ x% [0 x" F3 u
ZG310-570 ≤200 小
$ `1 T' A! s9 w3 r于
4 g ~( P: `' R淬
. c# {% p2 [3 ?% L, M火5 w' u3 [7 i5 N
温. k2 s$ Q% s% q: h
度 ~ ~ ~ ~ 40min/100mm 小( _& x7 S! y* f' g7 ]2 M0 ^
于
/ @2 S. P t3 h回" y8 R& F) ^/ U" i
火) l' _8 l2 Q& ~/ b' r
温6 f" a9 x' R9 f
度 ~ ~ 90min/100mm 空冷 ^7 T# |8 Z2 |
201~400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″ 9 F& _/ d- }0 f# y% y5 _% T$ B7 B
401~600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
6 ]# C; E; o4 \4 q 601~800 ≤650' f f0 Y+ [" M% v2 T& r# R
1% G! _) ` w+ I i$ z( j0 F
≤100 1 ~ ~
: k3 t( k# ], T' M≤450+ }( c& y& H( U q( q6 D
1
5 x4 K- E; D. x≤80 ~ 炉冷 ≤4502 d5 S) {% R! b$ W) s: G
Ⅱ 50 606 g1 D/ m8 {. a: h. f2 k% g/ i8 ^
30(5)CrMnSi2 D5 c0 ]. Z+ N
35CrMoV, D& z. F0 y+ e4 f. [4 K: L
35GrMnMo
1 H" \$ k2 B+ _- m. `34 GrNi3Mo2 L% e7 {1 \7 e5 U3 X: v
40GrNi(Mo). K+ }$ a" ~7 _! \' }
42CrMo7 N y8 C3 ^+ W
50Cr ,40GrNi2Mo8 C4 o0 `/ n3 c% n' {
*ZG35CrMo
9 o/ z! Q# V; J' ]- L7 m*ZG35CrMnSi% n6 |7 _) p. B; K/ `% ^
*ZG35SiMn: s6 s) P5 m$ D. f* J
*ZG40Mn2
6 h/ u2 V8 R6 V" R# p( c0 q*ZG50Mn2, d( a2 R ~, `1 i
*ZG340-640
0 a# H h! Z/ Q! }3 y*ZG50SiMn ≤200 小
- ^8 I7 J- F" i于1 k0 o( @* z! a( n3 Q7 f6 _- t! C3 _
淬
7 p9 e$ ^' K( _. v8 i火
" } s6 @. Q v( {温, y- {" N2 C0 R1 T d$ i$ l! H
度 ~ ~ ~ ~ 45min/100mm 小& M2 P8 s0 ~( n% f* z4 G
于
/ V2 a0 h- \) t `! M回
. O, m, H7 p0 j, y( \4 }* d火/ c: ?. @. p4 J" ~8 v
温) t: {1 e+ `- m0 t" E- s1 a6 x% l
度 ~ ~ 120min/100mm 空冷 4 P/ F1 n5 g. N8 e! k t0 T4 \
201~400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
* P+ V4 C4 o# @ p& b 401~600 , s; u, c9 ?" P
≤650
7 f) E0 r9 V: G* H- }+ C4 ?3 S1
/ M1 X$ F; p, `. [% [) e* z≤100 1~2 ~ ~
7 M! x3 _* P( o. \' I≤450
, s k8 r f8 t9 D- G+ i1: U+ f9 s5 r0 X+ o
≤80 ~ 炉0 R+ t2 M6 N! q9 M6 V' B) Y& [
或空 ≤450
! L& |. {5 g. c; d' r 601~800 0 W# L. z1 ?, j a( }2 _
≤650
- B8 A" r& @6 V. \ {5 E2 N! u# A' }% R
≤80 2~3 ~ ~
) }. y3 I3 f6 \≤450' l% P* \$ m } O& M0 K) l8 m
1& H. z( l! t/ x
≤70 ~ 炉冷 ≤400
2 R0 D, G8 Q4 Z0 h6 vⅢ 37SiMn2MoV
1 M6 m/ `( W2 k9 H+ t38CrMoAl4 N4 Y/ S; ^+ E! C; F Z- C$ W* j0 `
60CrMnMo
# {* |- X' u* x) C9 O# P, k+ l60CrMoV# A7 l) \! i9 }7 N' C; L
50CrVA, {. Z+ Z% A: y* i+ _ Q
2Cr13
2 W, j" w; E4 W O0 |3Cr13 ≤200 小于淬火温度 ~ ~ ~ ~ 60min/100mm 回火1 D% ~3 [, q5 M" F, }
温度 ~ ~ 120min/100mm 空冷
' ]/ u' Z. x3 g) g0 E 201~400 ≤650 ≤100 1~2 ~ ~
7 G/ K1 M+ n) R. E≤450# v' D& A/ L1 k* s' _* B% T' ^
11 `. }4 r, A9 ?2 Z! C: R
≤80 ~ 炉或空 ≤4508 n2 Y8 ^" o4 I6 M/ N# e
401~600
1 L6 U% t, p9 ^/ A≤650
( R5 {1 X3 N2 i6 b# d1~2
2 N9 V$ H; ^- }≤80 2~3 ~ ~
& {4 N% [1 c- b( |≤450! T; u3 ]0 Q# ~
2$ b- S& {$ C2 U( c1 J. |- o
≤70 ~ 炉冷 ≤400
% I5 s5 Q& J/ U% ^% b 601~800 / r' s+ m! w0 c& }
≤650
! z- l0 [! j; X2~3
. @! \) p2 U0 Q% ? M≤70 3~4 ~ ~ $ |' H$ d! l X( w0 J/ U
≤450
! d, G$ k) R9 A8 T30 Z% U' R/ `1 P; m& q i5 R
≤60 ~ 炉冷 ≤350$ p9 Z+ e h: x; k3 ~ O3 A& U
Ⅳ 5CrMnMo
/ Y! D- k) X$ \! x% A, @, c' |5CrNiMo& |2 `& P7 w$ B
9Cr、9Cr2
2 p2 A8 B% c2 ^5 A- H9 }9CrSi
0 }4 W2 D2 @: K. \, n) P' E2 nGCr159 v5 e. e; Q5 X( ^+ d
GCr15SiMn
" M5 K2 |5 j+ Q1 o, |7 ~CrWMn ≤200 ≤6502 m% `6 v2 R8 G' o
1
' H2 p) D1 v, ~) B* d4 ~≤80 1 ~ ~ 70min/100mm ! V2 @7 |5 {& ~- _1 p) b) e6 ?
≤450( o: b/ H7 o5 D; Y Y
1
" c# K. ?3 I# O" v8 e≤70 ~ 120min/100mm 炉或空 ≤400
) i( t' F7 }& }! |/ i 201~400 ) F, F7 n+ I9 `$ u
≤650
' q$ q! ?- D+ `) t- O" u0 p/ [ w, x1" a, z/ T" t" q5 O2 u% ]9 Q" o, W
≤70 2 ~ ~
% `. ]2 {# ^4 j- D* X4 G≤450$ e# n2 J) d8 F& g0 h
27 e$ D* t8 m5 a
≤60 ~ 炉冷 ≤400
+ M; a2 j8 u, m5 {% O: z7 `" x T 401~600
: p' m8 \; c1 A! d) @≤6501 w' \) Z! G, p8 c# b; r
2
" m9 g& [* |1 Q" s7 q≤60 2~3 ~ ~ + Z+ Y. P9 W" }: Q2 G% f# N; O
≤450
2 Z" o5 u4 k$ y# y( I' G2~3+ T* b( ^; m1 {$ l1 f( n6 ]
≤50 ~ ″ ≤350
9 ?0 k$ I0 J3 L, k { 601~800 " h6 I7 `0 v( `+ a, w* r
≤650" @' d8 t0 p, j( n
32 c2 ?) D x, R7 ?1 y
≤50 2~3 ~ ~
$ W- I: x; x8 D1 M≤450
3 b- b- w7 k4 v6 r9 g6 V- ]2~3
( W$ q8 i9 ?& d0 C( p+ P/ _≤40 ~ ″ ≤3000 W3 C; f3 G8 P7 n
注：铸件在淬火温度下的保温时间：碳素钢铸件按45min/100mm、合金钢铸件按60min/100mm计算。
# C F4 v3 Y8 ]: p% n图1(含表) 调质处理工艺曲线
% t1 M0 i F8 V6 }5.2 关于调质工艺曲线的几点说明
9 J) [3 H" p8 y7 ?a、根据含碳量和含合金量将常用钢号分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组，以便于计算淬火保温时间和回火保温时间。; y+ Z4 Z% Q9 P. }
b、装炉温度/保持时间栏内，保持时间是指在装炉温度下等温一段时间，使内外温差减小或一致。装炉温度小于或等于某一温度系指炉内温度接近该温度(相差小于50℃)。
. y1 O0 S9 b. E$ }/ p: d5 Lc、当铸钢件有效截面大于150mm时，淬火装炉温度必须低于650℃，在650℃~700 ℃必须保温1~2小时。回火时，当有效截面大于150mm，则装炉温度必须低于450 ℃。
d* B) Y0 t4 v; A1 V& b7 T$ Yd、 低于淬火（回火）温度是指只要比淬火（回火）温度低即可。3 r r p% W) M$ ~/ a: f8 R
5.3 调质工艺参数的确定& Y$ n7 F% ^: x$ W; W# ~: A
5.3.1 零件有效截面的确定5 j- _1 v% v$ \) C% s7 @; `- @, Y
零件有效截面（常称有效厚度）是指在选择和确定加热和冷却过程中各工艺参数时，具有代表整个零件性质的截面。常用零件有效截面的确定原则如表2所示。& ^& [: f( I5 o5 B8 Y$ J
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