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硬化-回火

日期:2022-10-17    浏览次数:    

(1)回火的作用 回火具有如下作用:

      1)增加延展性(第一和最重要的目标)。

      2)降低抗拉强度、屈服强度和硬度。

      3)降低应力水平。

      4)提高切削加工性。

      5)减小断裂倾向。

      6)减少残留奥氏体含量。

(2)回火温度的影响 回火温度对处理效果有重要的影响:

      1)回火温度<250℃,不影响硬度和延展性。

      2)回火温度为250~400℃,硬度略有下降,延展性增加。

      3)回火温度>550℃,硬度下降很快,如图6-20所示。

(3)保温时间的影响 保温时间对效果的影响不如温度。大部分情况下,厚度每25mm应保温约1h。无论厚度怎样,通常最大时间是4~6h。较高的硅含量和单位面积内较高的石墨球数量可以缩短保温时间。当存在合金元素,如锰、铜和锡时时间可以延长,如果再在晶界处有偏析,所需时间会增加的更多。


图 1 硬度与回火温度有关

(4)加热速度的影响 加热速度也很重要,因为通过淬火,铸件(特别是复杂的)会产生较高的应力。再加上由于加热引起的热应力,有可能导致裂纹。

(5)冷却速度的影响 回火后的冷却速度不那么重要。通常使用空气冷却,如果非常复杂的铸件则在炉内冷却到150℃,然后在空气中冷却。对于低合金马氏体结构,如果单位面积内的石墨球数很高,采用较低温度和较短的保温时间的热处理是比较好的。高合金的马氏体(也可能是珠光体-贝氏体),如果单位面积内的石墨球数较少,则需要高温长的保温时间的热处理。

(6)回火脆性 在回火期间,有可能会发生“回火脆性”,回火脆性发生趋势增加的原因如下:

      1)硅含量高。

      2)磷含量高。

      3)回火温度在350~600℃区域(对于非合金材料)和较慢的冷却速度。快速冷却和/或添加约0.15%(质量分数)的钼可以避免出现回火脆性的情况。

(7)形成二次石墨 回火的另一个负面影响是二次石墨的形成,尽管这种情况不常发生。但二次石墨会降低铸件的强度,它的形成是由于较高的奥氏体化温度和回火温度及较高的硅、铜及镍含量所导致。这种影响可以通过600~625℃回火和快速冷却来抑制,同时再增加 0.15%(质量分数)的钼。淬火及回火的典型工艺曲线如图 2 所示。加热到830~920℃(温度>Ac3 -温度);根据铸件的形状,加热速度为50~100℃/h;根据最厚壁厚保温时间(h)为1+1/25(壁厚,以mm为单位),然后油冷到室温;加热到400~600℃,保温2~4h,在炉内或空气中冷却。

图 2 淬火及回火的典型工艺曲线












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