結構鋼熱處理問題

硼鋼不能進行退火處理的原因硼鋼的使用目的是提高鋼的淬透性，添加B元素的含量在0.001%～0.004%，含硼量超過0.007%時就會形成低熔點共晶，因為硼元素主要集中在晶界，這將引起熱脆性。硼鋼加熱后在750℃左右時緩慢冷卻，容易在晶界中形成硼化物，出現鋼的硼脆現象，所以硼鋼不易采用退火處理。合金結構鋼加熱系數比碳素結構鋼大的原因鋼加熱的過程是一個熱激活過程，碳鋼奧氏體化轉變時包括奧氏體的形核、碳化物的溶解、奧氏體的均勻化和奧氏體的晶粒長大四個過程。合金鋼加熱時，奧氏體化的過程與碳鋼一樣。整個過程都與鋼種的碳的擴散密切相關。合金鋼中合金元素對碳的擴散有影響，其影響如下。①Cr、Mo、W、Ti、V等碳化物形成元素，與碳有較大的親和力，阻礙碳在鋼中的擴散，減慢了奧氏體的形成速度。只有Ni能提高碳在奧氏體中的擴散速度，增大奧氏體的形成速度。
　　②奧氏體形成后，合金鋼中還有一部分未溶碳化物存在，為了增加碳化物的溶解量，需要增加加熱時間。
　　③大多數合金元素阻礙奧氏體晶粒的長大。
　　④鋼中的碳化物還降低鋼中的熱傳導性能。
　所以合金鋼完成這四個過程歷需時lhl就要延長，在計算加熱時間時，采用相對較大的加熱系數。不同爐型加熱方式的特點工件在爐中加熱時，首先靠介質的熱傳遞使其表面接受熱能而升溫。通常低溫空氣爐中加熱時，爐溫常在600℃以下，主要靠爐氣與工件之間的對流作用進行傳熱。因此，為使工件均勻快速加熱，可在爐內安裝風扇強制對流。在900℃以上的爐中加熱時，主要靠輻射傳熱，并且溫度愈高，輻射作用愈強，加熱愈迅速。鹽浴爐加熱則主要依靠熱的傳導。傳導傳熱比輻射傳熱有更大的熱傳遞能力，所以在鹽浴爐中加熱更快，而真空爐中最慢。45鋼含碳量上限與50鋼含碳量下限交叉的理解在我國的標準鋼號中，45鋼的含碳量為0. 42%～0. 50%，50鋼的含碳量為0. 47%～0. 55%。45和50鋼化學成分重疊帶寬嚴重，這種情況造成以下幾個方面的問題。①在機械設計中，選用鋼材牌號的主要依據是各牌號鋼的機械性能，而機械性能是與鋼中的含碳量密切相關的。同類相鄰鋼號間的碳量重疊帶過寬，直接影響機械零件的設計和制造質量。若各鋼號的碳量不足或過剩，其結果不是安全系數太小，就是造成鋼材的嚴重浪費和機械設備的笨重。
　　②熱處理工藝參數的確定，主要是根據鋼的成分和臨界點確定，而鋼的臨界點主要決定于含碳量。由于鋼的含碳量范圍過大，其實際臨界點與鋼的名義臨界點之間的差別就很大。這就給制定熱處理工藝參數和保證熱處理質量帶來困難。巧合的是，含碳量在0. 45%～0. 55%范圍的Ac3和Ar3點不是隨著含碳量的增加而平緩下降，而是出現有一個陡降的低谷Ac3和Ar3點，處于這一低谷碳量范圍的45和50鋼，其臨界點的波動范圍也就特別寬，造成熱處理工藝容易開裂或過熱。
　　③由于45和50鋼相鄰鋼號間的含碳量重疊帶寬，易造成特較高的50鋼含碳量的鋼被劃人較低一檔的45鋼號，造成分析結果錯誤，給熱處理制定工藝帶來誤導。熱處理件重新淬火的次數量每個單位都有熱處理件，由于最終淬火十回火達不到技術要求，工件熱處理質量不合格又重新加熱淬火的情況，重新淬火時一般要求工件必須首先退火，然后再可以重新淬火處理。重復高溫加熱次數增加，氧化脫碳、變形開裂傾向都會增加。如不增加退火而直接重復淬火，有可能繼承第一次加熱時所形成的粗大晶粒，出現組織遺傳現象。有的（鑄造）標準和規定熱處理重復淬火次數不能超過2次，有的工廠規定重復淬火次數不能超出2～3次，對于已經淬火2～3次仍然不合格的工件做報廢處理。在實際生產中，例如滾絲輪、搓絲板、連桿鍛模等工模具正常使用壽命后，由于磨損或硬度降低等原因，可以退火一再切削加工一淬火回火熱處理。一般回用使用次數可以達到3次。回用的模具使用壽命沒有受到回用后重新淬火的影響而降低。本文參考《熱處理工藝問答》一書。