退火工艺参数的确定
退火工艺参数主要有: 加热温度、加热速度、保温时间和冷却速度。
一. 加热温度
钢的各种退火加热温度主要根据钢的临界点和退火目的来确定。各种退火加热温度的范围如图所示。
常用钢材退火加热温度可以查表。
通常零件大、数量多时取温度的上限,反之则取下限。
二.加热速度
加热速度的选择与钢种(钢的化学成分)、退火前的加工过程、零件的形状尺寸(零件大小以及形状复杂程度)、加热条件、装炉方式装炉量有密切的关系。
一般来说,加热速度不需要严格地控制,可随炉升温也可以高温装炉。绝大多数的零件是采用热装炉,将零件装入已升到工作温度的炉内。
对于大尺寸的中、高合金钢工件。(导热系数较低的高合金钢工件和铸钢件、有较大残余应力的钢件、装炉量很大的工件),为了防止在加热过程中造成变形和开裂,应该升温均匀,所以适当控制加热速度还是必要的。—— 应该采用冷装炉或者低温装炉。
加热速度数据:
碳钢、低合金钢的中、小件:一般控制在100~200℃/h;
中、高合金钢的大件:对于高、中合金钢零件,特别是大的工件,一般多采用低温装炉(250℃)分级升温的方法。
在600℃(600—700℃)以下,钢的塑性较差,加热速度宜控制在30~70℃/h,
高于600—700℃时控制在80—100℃/h。
在 F —→ A相变温度范围内则应该尽可能快地加热以得到细晶粒,但在执行时比较困难。
三.保温时间
保温的目的是使零件内外温度一致,应该以保证碳化合物溶解和奥氏体均匀化,获得适当成分的奥氏体为宜,不必过长。
具体时间根据钢种、加热温度、装炉方式以及装炉量、使用设备来定。
原则上,在煤气炉、燃油炉中800~900℃加热时,保温系数为1.0~1.5分钟/ mm; 在电炉中可按每25mm保温40—60分钟或者每毫米1.5~2.5分钟估算。 碳钢取下限,合金钢取上限, 有时考虑到装炉量大或者零件尺寸大,保温时间应当延长一至数小时。
四.冷却速度
为了保证获得低硬度的珠光体组织,除再结晶退火以外,各种退火工艺都必须缓慢冷却,以保证获得接近平衡的组织。淬透性大的合金钢退火冷却速度应该比碳钢缓慢。各类钢种的退火冷却速度范围为:
一般碳钢的冷却速度为100~150℃/h,
合金钢 为50—80℃/h,
高合金钢 为20—70℃/h。
实际生产中常常采用随炉冷却~500~650℃再出炉空冷。
钢退火工件随炉缓慢冷却至500℃左右时,组织转变已基本完成,所以可出炉空冷。
要求内应力比较小的工件,应该温度降至200~300℃出炉。
因为钢的退火工艺种类非常繁多,因此它的工艺参数的 确定很难一概而论,要根据具体的工艺来确定。
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