铸钢件热处理技术研究

　　摘要：为了更好的对铸钢件热加工处理技术进行研究，在对铸钢件常用热加工处理工艺流程进行详细阐述基础上，对铸钢件热处理之后的性能影响进行分析，最后结合现场实例，对热处理工艺进行分析，旨在提升铸钢件热处理后的性能，满足现场生产实践需要。

　　关键词：铸钢件,热处理,性能,硬度,韧性

　　铸钢件是一种具有广泛使用价值的金属材质，在常规的铸钢件锻造过程中，热加工是不可或缺的一种工艺。通过热加工工艺中的退火、正火等热处理工艺，可以对强铸钢件性能进行改善，满足实践需要。因此，文中对铸钢件热加工处理技术开展分析研究，并针对一般的铸钢件采用的热处理技术进行分析，对铸钢件在热加工处理过程中的影响进行阐述，并结合具体的铸钢件零件，分析其热加工处理工艺技术。

　　1. 铸钢件常用热加工处理工艺流程

　　铸钢件是钢铁材料与铸造工艺结合成果，在实际的铸钢件生产处理过程中，鉴于热加工处理对铸钢件性能能起到较大改善作用，为了确保铸钢件性能满足使用需要，需要特别注意热加工处理工艺。铸钢件内部的铸钛组织不均衡、枝间偏析严重、晶粒粗大等缺陷，同时由于铸钢件壁厚以及结构存在差异，同一个铸钢件的不同部位组织结构往往存在较大的差异，并有较大的残留内应力。铸钢件常用热加工处理工艺有退火、正火、调质、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、表面化学热处理等等。

　　(1)退火工艺

　　对铸钢件进行加热且将温度保持在比AC3温度高20～30℃一段时间后，在进行降温冷却。对铸钢件进行退火的主要功能是对铸钢件内部的组织进行处理，使铸钢件内的晶粒细化，减少枝间偏析，从而达到对铸钢件性能进行改善的目的。

　　(2)正火工艺

　　继续对铸铁件进行加热，使其温度比AC3温度高30～50℃，并保持一段时间，使得铸铁件可以充分的实现奥氏体化，随后将高温铸铁件放置于空气之中进行冷却降温。采用正火可以将铸钢件内部的钢组织细化，从而使得铸钢件具备较好的力学性能，正火工艺与退火工艺存在较明显区别，主要体现在正火工艺温度更好且冷却更快。

　　退火工艺以及正火工艺的主要目的是对铸铁件自身硬度值进行调整，并控制刚铁件内部残余应力，以便后续切削工艺开展，避免在切削过程中铸钢件出现开裂或者变形。同时还可以改善铸钢件力学性能，为最后的热加工处理做准备。

　　(3)淬火工艺

　　淬火工艺是对铸铁件进行退火以及正火之后，待铸钢件完全处于奥体氏并保持一定时间，选择合适的冷却方式对铸钢件进行降温，最终使得铸钢件内部组织向贝氏体或者马氏体组织转变。淬火工艺根据降温方式不同可以具体细分为油冷、水冷以及气冷等形式。在对铸钢体完成淬火之后，需要及时进行回火，以便能够对淬火产生的应力进行处理，使铸铁件具有较好性能。淬火工艺参数主要包括淬火温度、淬火介质以及淬火保持时间等。

　　(4)回火工艺

　　回火工艺是在正火或者淬火工艺之后进行。在对铸钢件进行正火或者淬火之后，选择某一适合温度保持一定时间，根据铸钢件实际情况，合理的选择冷却时机从而使得铸钢件内部的不稳定组织得以向稳定组织转化。回火工艺主要目的就是消除正火或者淬火工艺产生的残余应力，进而提升铸钢件的韧性以及塑形。在对铸钢件正火之后，需要视铸钢件具体情况，综合判断之后，确定是否进行回火；在对铸钢件进行淬火之后，需要及时的进行回火。根据回火工艺的温度差异，可以细分为高温回火（温度在500～600℃）、低温回火（温度在150～250℃）。低温回火主要用于对表面淬火以及渗钢等具有较高耐磨性的铸钢件进行处理，高温回火主要是对具有较好的韧性及较高强度的低合金钢以及碳钢进行处理。

　　(5)固溶处理

　　通过对铸钢件进行固溶处理，可以使得铸钢件内部的碳化物以及其他析出相溶于固溶体之内。具体为先将铸钢件加热到合适温度后，使得过剩相得到充分溶解，随后快速冷却，从而得到过饱和溶液体，根据不同的铸钢件情况，应对固溶温度合理选择控制。

　　(6)沉淀硬化

　　在对铸钢件进行淬火或固溶后，将其放置于合适温度环境之中进行保温处理，使得内部的氮化物、碳化物、金属间化合物等得以析出，并融入到基体之中，从而可以提升铸钢件硬度。根据铸钢件制作材料区别，选择适合的沉淀硬化温度。对于低合金钢通常需要进行沉淀硬化处理。

　　(7)消除应力

　　对铸钢件进行消除应力通常针对的是淬火应力、锻造应力等，从而使得铸钢件结构保持稳定。为了消除铸钢件应力，可以将铸钢件温度保持在比AC3低100～200℃，并保持一定时间，随着钢炉逐渐冷却。对于低合金钢应力消除最常用的热处理方式为消除应力。

　　(8)除氢处理

　　对铸钢件进行除氢处理主要是提高铸钢件塑形，将铸钢件温度加热至170～200℃或者提升至280～300℃，经过长时间处理后，铸钢件内部无组织变化，可以用于一些较脆的低合金钢铸件处理

　　2. 热处理工艺对铸钢件性能影响

　　采用热处理工艺对铸钢件进行处理之后，可以显著提升铸钢件整体性能，使其更好的可以满足生产实践需要。

　　(1)强度

　　采用热处理之后对铸钢件强度有显著影响。不同的热处理工艺对铸钢件屈服强度影响各不相同，例如低合金钢，采用合适的热处理工艺之后，可以有效提升其强度。在对低合金钢进行热处理时，需要结合应用实际，对采用的热处理工艺进行调整。

　　(2)延伸率

　　采用热处理之后也会对铸钢件的延伸率有较为明显影响。根据有关研究，铸钢件延伸率与热处理工艺存在明显关联。采用合适的热处理工艺，可以显著的提升铸钢件延伸率。以低合金钢为例，合理的选择渗碳、淬火以及回火等热加工工艺之后，可以有效的增强其延伸率。

　　(3)韧性

　　当夹杂物一定的情况下，铸钢件韧性与其内部基体组织有较大关联，选择合适的热加工处理工艺，可以降低杂质对铸钢件影响，提升其韧性。立体，对低合金铸钢件采用渗碳、淬火以及回火等热加工工艺，可以提升其韧性，增强低合金铸钢件的实用性。

　　3. 铸钢件热加工处理实践分析

　　为了更好的对铸钢件热加工处理进行研究，以某工矿企业采用的刹车盘为例，对采用的热处理工艺进行分析。刹车盘是矿井机车正常运行的关键设备之一，需要确保刹车盘具有较好的性能。以采用的某一具体型号刹车盘热处理工艺，采用低碳钢铸钢件制作，具体材质为18CrMnTi，心部以及表面硬度分别为HCR40～45、HCR58～65，在920～950℃参碳，油萃温度为850～870℃，回火温度为180～200℃。热处理工艺主要为渗钢、油萃以及回火，通过采用适宜的热加工处理工艺，可以提升刹车盘采用的低碳钢铸钢件性能，满足工矿企业生产需要。

　　同时，由于采用热加工处理工艺，容易引起铸钢件出现翘曲，为了便于对出现翘曲变形量较大的铸钢件进行直接处置，同时刹车盘采用的低合金铸钢件端面的平整度要求在0.5mm以内，因此需要对铸钢件进行必要的清砂处理。在对铸钢件进行热处理之后，进行清砂处理，且需要保证热处理之后的铸钢件强度、延伸率、韧度等都可以满足使用标准要求，避免出现隐患，确保进行热处理之后的铸钢件性能以及结构等的可靠度。

　　总结

　　文中对铸钢件常用的热加工处理工艺技术进行分析，具体对铸钢件采用的退火工艺、淬火工艺、回火工艺、固溶处理等八种热处理工艺进行详细阐述，基于此，对热加工处理对铸钢件在硬度、延伸率以及韧度等方面的影响进行研究，最后以某一刹车盘采用的低合金铸钢件实际热处理为工程实例，对热处理工艺技术以及调质进行具体分析。以期通过本研究，可以在一定程度上提升铸钢件热处理技术发展。

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