大型锻件锻后热处理基本要求

大型锻件锻后热处理顾名思义就是锻造成形后，随即进行的热处理称之为锻后热处理。大型锻件锻后热处理的目的主要是为了去应力，重结晶细化晶粒，同时去氢。

一.锻后热处理的目的

锻后热处理,又称为第一热处理或预备热处理,通常是紧接在锻造过程完成之后进行的,有正火、回火、退火、球化、固溶等几种形式。其主要目的是:

1.消除锻造应力,降低锻件的表面硬度,提高切削加工性能和防止变形。

2.对于不再进行调质处理的工件,应使锻件达到技术条件所要求的各种性能指标,如强度、硬度、韧性等。这类工件大多属于碳钢或低合金钢。

3.调整与改善大型锻件在锻造过程中所形成的过热与粗大组织,减少其内部化学成分与金相组织的不均匀性,细化晶粒。

4.提高锻件的超声波探伤性能,消除草状波,使锻件中其它内部缺陷能够清晰地显示出来,以利于准确判别和相应地处理。

5.对于含氢量高的钢种延长回火时间,以避免产生白点或氢脆开裂的危险。

对于绝大多数大型锻件来说,防止白点是锻后热处理的首要任务,必须完成。

二.正火

正火主要目的是细化晶粒。将锻件加热到相变温度以上,形成单一奥氏体组织,经过一段均温时间稳定后,再出炉空冷。

正火时的加热速度为:在700℃以下应缓慢,以减少锻件中的内外温差和瞬时应力,最好在650~700℃之间加一个等温台阶;在700℃以上,尤其在Ac1(相变点)以上,应提高大型锻件的加热速度,争取获得更好一些的晶粒细化效果。

正火的温度范围通常在760~950℃之间,根据成分含量不同的相变点不同而定。通常,碳与合金含量越低,正火温度越高,反之则越低。有些特殊钢种可达1000~1150℃范围。但不锈钢及有色金属的组织转变却是靠固溶处理来实现的。

三.回火

回火的主要目的是扩氢。并且还可以稳定相变后的组织结构,消除组织转变应力及降低硬度,使锻件易于加工并不产生变形。

回火的温度范围有三种,即高温回火(500~660℃)、中温回火(350~490℃)和低温回火(150~250℃)。常见的大锻件生产都采用高温回火方式。

回火一般紧跟在正火之后进行,当正火锻件空冷至220~300℃左右时,重新入炉加热、均温、保温,然后随炉冷至锻件表面250~350℃以下出炉即可。

回火后的冷却速度应足够缓慢,以防在冷却过程中因瞬时应力过大而产生白点,并尽量减少锻件中的残余应力。通常将冷却过程分为两个阶段:在400℃以上,因钢处于塑性较好、脆性较低的温度范围,冷速可稍快一点;在400℃以下,因钢已进入冷硬和脆性较大的温度范围,为了避免开裂和减少瞬时应力,应采取更为缓慢的冷却速度。

对于白点和氢脆较敏感的钢,需要根据氢当量和锻件有效截面尺寸大小,确定延长回火时间扩氢,以便将钢中的氢扩散溢出,使其降低到安全的数值范围。