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    精密鑄造廠商淺談鑄造碳鋼鑄件壁厚和結晶組織及熱處理

    發布時間:2016-06-10 13:47:18

        通常碳鋼鑄件在熱處理時應注意以下幾點:
    在鑄造碳鋼中,其力學性能主要處決于其化學成分,但也不應忽視鑄鋼件壁厚和結晶組織以及熱處理對其力學性能的影響。
    1)鑄件壁厚對鑄造碳鋼的力學性能的影響,通常鑄件壁越厚,則冷卻速度越低,形成的組織中晶粒越粗大;鑄件壁越厚,則偏析程度越大,形成的組織中均一性越差;鑄件壁越厚,則結晶過程進行越遲緩,形成的組織中枝晶臂間距越大;鑄件壁越厚,則縮松越嚴重,鋼的致密度越低,組織連續性越差。因此,在同一化學成分和熱處理條件下,不同壁厚鑄件的實際力學性能具有相當顯著的差別,這也是所謂的鑄件壁厚效應。
    2)結晶組織對鑄造碳鋼的力學性能的影響,鑄造碳鋼在二次結晶過程中,先通過γ+α兩相區時,先共析鐵素體的析出會因鋼的碳含量和冷卻速度的不同,而成長不同的形狀,如粒狀、條狀(魏氏體)、網狀和片狀。對于鑄造碳鋼的力學性能最有利的是粒狀鐵素體組織,具有粒狀鐵素體和粒狀珠光體互相交錯分布的組織使鋼具有良好的強度和韌性;而魏氏體或網狀組織則具有較低的力學性能,特別是韌性。
    3)熱處理對鑄造碳鋼的力學性能的影響,鑄造碳鋼的鑄態組織由于晶粒粗大等原因,使鋼的力學性能較低,特別是韌性。通過退火,正火或者正火加回火等熱處理方法,能提高鋼的性能。采用正火處理能得到比退火處理更細小的鑄鋼晶粒度,因此能有更高的力學性能。同時,采用正火方法能縮短生產周期,故現在普遍采用正火處理工藝。只有極個別的情況,如鑄件結構很復雜,變形和裂紋傾向很大的鑄件,才采用退火處理。至于淬火及回火(調質)處理,由于碳鋼的淬火性較低,故在鑄造生產上應用較少。正火(退火)處理的加熱溫度及保溫時間對于鑄鋼的組織和性能有重要的影響。為了使鑄態組織中原有的鐵素體及珠光體完全轉換成奧氏體,且進行一定程度的碳分均勻化。但又要避免因為加熱溫度過高而引起奧氏體晶粒長大顯現。適宜的加熱溫度為AC3以上30~50℃,在加熱溫度下的保溫時間則可根據鑄件的壁厚而定。大約是每25㎜壁厚增加1h(最短加熱1h),當壁厚超過100㎜時,保溫的時間可比計算的數值適當減少。當采取正火加回火處理方法時,回火溫度可采取600~650℃,保溫時間一般為2~3h。

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