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铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）版本号：A修订次数：01PagesPossessthe9Pages前提：本作业指导书系建蓓铸造有限公司的核心工艺文件之一。它针对公司产品实现的第三个特殊过程(见《公司质量手册》章节号4.0/4.1之4.1.7)提出了系统完整的操作、控制规定，必须得到充分严格贯彻执行。本作业指导书所取参数，主要源于化工出版社的《钢铁热处理实用技术》。*本作业指导书中打“*”并用楷体注明的文字，是警/提示内容，也可作为执行条款。1.灰铸铁的退火、正火热处理工艺1.1消除内应力退火(人工时效)工艺灰铸铁消除内应力退火(人工时效)热处理工艺适用范围1.较薄、故冷却速度较快的灰铁件；2.形状复杂、截面变化较大的铸件；3.需进行机加工的大型铸件；4.经过少量焊修，因而局部积累些许焊应力的铸件。*加热温度越高，应力消除越快。但温度过高，则易发生石墨化与珠光体球化而使性能降低，尤其是含Si量较高时；*保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热；*保温时间终了，以30~50℃/h的速率在炉内缓冷，冷却至150~200℃出炉冷却(空冷)。1.2软化退火和正火工艺灰铸铁软化退火和正火热处理工艺适用范围1.消除因浇注后铸件过快冷却，在铸表形成的薄白口层，使铸件容易进行机械加工；2.匀化并得到珠光体+石墨的基体组织；3.正火工艺适用于对材质有硬度要求的铸件，退火工艺适用于对材质有韧性要求的铸件；4.经过较多焊修，因而积累较大焊应力的铸件。*保温时间一般按炉内铸件平均壁厚的5min/mm计算。形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。2.球墨铸铁的退火、正火(+回火)和调质热处理工艺2.1高温退火当铸态组织为铁素体+珠光体+渗碳体+石墨时，必须采用高温退火工艺：正火退火炉冷空冷温度/℃至150~200℃后出炉空冷30~50℃/h炉冷时间/h3~5h500~550℃温度/℃时间/h2~3h900~950℃铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）版本号：A修订次数：02PagesPossessthe9Pages球墨铸铁高温退火热处理工艺适用范围1.获得铁素体球墨铸铁；2.分解渗碳体和珠光体，提高机械性能；3.改善加工性能，使工件容易加工且不易变形。*退火温度越高，渗碳体组织分解速度越快，白口现象越易消除。但温度过高将使铸件机械性能反而变坏，发生变形和表面氧化失碳，故须严格控制温度上限。*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算，铸件白口深度大、渗碳体组织成分多时，应适当增加保温时间。*形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃/h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。2.2低温退火当铸态组织为铁素体+珠光体+石墨(没有渗碳体)时，只需采用低温退火工艺：球墨铸铁低温退火热处理工艺适用范围1.获得铁素体球墨铸铁；2.分解渗碳体和珠光体，提高机性能；3.改善加工性能。*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；*形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。保温终了，以60~80℃/h的速率在炉内缓冷，至600℃后出炉空冷。2.3正火+回火球墨铸铁正火+回火热处理工艺880~920℃适用范围1.获得珠光体基体组织(P可达70%以上)；2.增加珠光体分散度，细化组织金相；3.提高强度、硬度和耐磨性。3~4h550~600℃空冷空冷炉冷至600℃空冷温度/℃时间/h1~4h900~950℃炉冷至600℃空冷温度/℃时间/h2~4h720~760℃温度/℃时间/h1~3h正火回火铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）版本号：A修订次数：03PagesPossessthe9Pages*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；*形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。正火保温终了即进行空气冷却或吹风强制冷却；*由于正火的冷却速率较大，会导致铸件产生热处理应力。故应在正火后的24h内进行以消除铸件内应力为目的的回火热处理。回火保温终了，铸件在静止空气中冷却。2.4调质热处理球墨铸铁调质热处理工艺860~900℃适用范围1.获得回火索氏体+石墨组织；2.使材质性能得到最大程度的提升。获得较高的综合机械性能；3.技术性能要求很高的大型球铁件。*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1~2h计算；*形状复杂的铸件，要以75~100℃/h的速率缓慢加热。正淬保温终了要迅即入水(复杂铸件用油淬)。入淬时要控制介质温度不宜过高(最好控制在20℃左右，可用冷却塔使介质及时冷却)；*淬火形成较大的调质应力，故应在正火后的12h内完成回火热处理。回火保温终了，铸件可采用空冷、油冷，但绝不可采用炉冷(缓冷将使冲击值陡降)。3.合金铸铁的稳定化(人工时效)和软化退火、正+回热处理工艺3.1稳定化消除内应力退火(人工时效)工艺合金铸铁稳定化退火(人工时效)热处理工艺适用范围1.高Cr抗磨白口铸铁、耐热铸铁等合金铸铁件消除铸应力；2.经过少量焊修，因而局部积累些许焊应力的合金铸铁件；3.需进行机加工的大型合金铸铁件。*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；*装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。保温终了炉内冷却速率控制在30~50℃/h，避免形成新的热应力。*出炉空冷，可根据需要采用风冷或静态空气冷却。前者表面硬度较高，后者表面硬度较低。3.2软化退火铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）版本号：A修订次数：04PagesPossessthe9Pages2~4h550~620℃空冷水或油冷温度/℃时间/h2~4h正淬回火温度/℃至200℃后出炉空冷30~50℃/h炉冷时间/h4~8h550~570℃合金铸铁软化退火热处理工艺适用范围1.高Cr抗磨白口铸铁、耐热铸铁等合金铸铁件细化晶粒、提高性能；2.经过较多焊修，因而积累较大焊应力的合金铸铁件；3.需进行机加工的大型合金铸铁件。*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；*装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。第一次和第二次保温终了炉内冷却速率控制在30~50℃/h，分别缓冷至700~750℃和600℃温点。*出炉空冷，可根据需要采用风冷或静态空气冷却。前者表面硬度较高，后者表面硬度较低。3.3正火+回火合金铸铁正火+回火热处理工艺920~1020℃适用范围1.获得良好的金相组织和材质稳定性；2.使材质综合性能得到提升。获得较高的综合机械性能；3.有严格力学性能要求的合金铸铁件。*保温时间也可按炉内铸件每15mm的有效厚度、需要保温1h计算；*正火温度根据合金成分分别取上、下限：如kmTBCr26取上限、kmTBCr15Mo2-DT取下限。装炉时温度须低于200℃，加热速率小于60~100℃/h。*出炉空冷通常采取静态空冷。4.亚共析碳钢完全退火和正火+回火热处理工艺4.1完全退火亚共析钢完全退火热处理工艺适用范围1.常规机械性能要求的亚共析钢(ZG15~55钢)铸件；2.经过大面积焊修的铸钢件。铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）版本号：A修订次数：05PagesPossessthe9Pages≤300℃出炉回火正火空冷缓冷炉冷至600℃4~8h700~750℃退火空冷温度/℃时间/h1~6h920~960℃2~8h200~300℃空冷温度/℃时间/h2~6h炉冷温度/℃时间/h2~8hAc3+(30~50)各牌号亚共析钢的Ac3+(30~50)℃、及完全退火或正火温度参考下表：钢号热处理类型加热温度/℃冷却形式ZG200-400(15)ZG200-400H正火或完全退火920~940空冷或炉冷ZG230-450(25)ZG230-450H/275-485HQ235/WCB/WCA/WCC/SCW410/SCW450/GS38/GS45/SCW550/SCW660正火/完全退火回火890~910550~650空冷或炉冷ZG270-500(35)GS52正火/完全退火回火880~900550~650空冷或炉冷ZG310-570(45)正火/完全退火回火870~890550~650空冷或炉冷ZG340-640(55)正火/完全退火回火840~860550~650空冷或炉冷*保温时间按炉内铸件最厚壁处的每25mm保温1h计算，当壁厚超过75mm，则超过部分按每50mm保温1h叠加；Ex：某炉内装的亚共析钢铸件的最厚壁厚为150mm，则其热处理保温时间应为：3+［150-(3×25)］/50=4.5小时*升温速率：一般(厚薄相对均匀、结构简单)铸钢件，可以每小时100~150℃的速率升温。复杂(厚薄差异大、结构复杂)铸钢件，600℃以下时，以每小时50~80℃的速率升温，600℃以上可全速升温。*≤300℃出炉后，通常采取静态空冷。4.2正火+回火亚共析钢正火+回火热处理工艺Ac3+(30~50)适用范围1.对力学性能有较高要求的碳钢铸件；2.材质性能比完全退火得到更大程度的提升。获得较高的综合机械性能；3.经过大面积焊修的铸钢件，可以直接进行回火处理。*正火和回火的保温时间均按炉内铸件最厚壁处的每25mm保温1h计算，当壁厚超过75mm，则超过部分按每50mm保温1h叠加；*升温速率：一般(厚薄相对均匀、结构简单)铸钢件，可以每小时100~150℃的速率升温。复杂(厚薄差异大、结构复杂)铸钢件，600℃以下时，以每小时50~80℃的速率升温，600℃以上可全速升温。*正火保温终了，通常采用强风快冷方式，回火保温终了，炉冷至≤300℃出炉后，通常采取静态空冷。5.高锰钢的正火及调质热处理工艺铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）≤300℃出炉风冷或空冷2~8h550~650℃炉冷温度/℃时间/h2~8h正火回火版本号：A修订次数：06PagesPossessthe9PagesZGMn13(1~4)铸件壁厚(mm)装炉温度(℃)保温(h)升温(℃/h)保温(h)升温(℃/h)保温(h)冷却方式404501~1.51001~1.5随炉45min~1.5水淬40~803501.5~2801.5~2随炉1~1.5水淬100300~400--502~3随炉2~3水淬100~120200~300--303~4随炉3~5水淬*严格控制温度，高锰钢热处理温度过高，会导致铸件表面严重失碳，奥氏体晶粒和晶界上析出共晶碳化物，且无法用后续热处理消除，将造成铸件直接报废。*升温速率：一般(厚薄相对均匀、结构简单)锰钢件，可以每小时80~100℃的速率升温。复杂(厚薄差异大、结构复杂)锰钢件，600℃以下时，以每小时50~80℃的速率升温，600℃以上每小时80~100℃的速率升温。*铸件必须在950℃时入淬，水温不应高于40℃，否则淬火效果将明显衰减。铸件出水温度应≤80℃。6.铬系钢的完全退火、正火及调质热处理工艺铬系钢完全退火和正火及调质热处理工艺*正火、淬火和回火的保温时间均按炉内铸件最厚壁处的每25mm保温1h计算，当壁厚超过75mm，则超过部分按每50mm保温1h叠加；*回火保温温度须根据铸件的技术要求选择：铸件热处理工艺及作业指导书文件编号：JB/CG-10）版本号：A修订次数：07PagesPossessthe9Pages2~8hAc1空冷炉冷≤550℃出炉空冷h950℃水淬1050~1080℃650℃℃空冷或入淬完全退火温度/℃时间/h2~8hAc3+(30~50)正火或淬火回火a)低温回火：150~250℃，获得回火马氏体，适用于要求高硬度、高耐磨性、且具一定韧性的铸件；b)中温回火：350~500℃，获得回火曲氏体，适用于具有很高弹性极限(如弹簧钢)的铸件；c)高温回火：550~650℃，获得回火索氏体，适