大型铸钢件热处理的主要工艺要素

 大型铸钢件的热处理由加热、保温和冷却3个阶段组成。确定工艺参数以保证产品质量和节约成本为宗旨。

1.大型铸钢件热处理阶段：加热是热处理过程中能耗更大的工序。加热过程中主要技术是选择适当的加热方式、加热速率及装料方式。

（1）加热速率：对于一般铸钢件，可以不限制加热速率，采用炉子的更大功率加热。采用热炉装炉可极大地缩短加热时间和生产周期。实际上快速加热条件下，铸件表面与心部之间无显著的温度滞后。而缓慢加热将导致生产效率降低、能耗增大以及造成铸件表面严重氧化和脱碳。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、在加热中易产生较大的热应力而导致变形或开裂的铸件，则应控制加热速率。一般可以采取低温慢速加热（600℃以下）或在低、中温区停留一二次等工艺方法，在高温区仍可以采用快速加热升温。

（2）加热方式：铸钢件加热方式有辐射加热、盐浴加热和感谢应加热等。加热方式的选择原则是快速均匀、便于控制及高效低成本，一般应考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和质量要求等。

（3）装料方式：铸件在炉内的堆放方式应予以足够的重视。基本原则是，充分利用有效空间、确保均匀受热条件并防止铸件变形。

3.大型铸钢件热处理保温阶段：  铸钢件奥氏体化保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能选定，一般比类同成分的锻铸件略高些（高20℃左右）。对亚共析钢铸件，以碳化物能较快地溶入奥氏体，并兼顾奥氏体，并兼顾奥氏体能保持细晶粒为原则，一般在Ac3温度以上30～50℃。正火的温度比退火或淬火时则在Acm温度以上。淬火时则在Acm温度以下和Acl温度以上，避免残余奥氏体化保温温度宜取下限。厚断面铸件的奥氏体化保温温度通常取上限。铸钢件热处理保温时间的确定应考虑两个方面因素：一是使铸件表面与心部温度均匀一致：二是组织均匀化。因此保温停留时间主要取决于铸件的导热性能、断面壁厚及合金元素等因素，一般合金钢铸件比碳钢铸件需更长的保温时间。铸件壁厚通常是估计保温时间的主要依据。根据经验，每25MM壁厚保温30~60MIN：大于25MM者，每增加25MM延长保温时间30MIM。对于回火处理、时效处理时的保温时间，应考虑热处理的目的、保温温度及元素扩散速度等因素。

3.大型铸钢件冷却阶段：大型铸钢件在保温后可采取不同的速率冷却完成钢中想的转变，以获得所要求的金相组织，并达到规定的性能指标。一般说来，加大冷却速率有利于获得良好的组织状态并细化晶粒，从而提高钢的力学性能。但太大的冷却速度容易使铸件产生较大的应力，对于结构复杂的铸件可能导致变形或开裂。回火保温后冷却方式，一般并无特别严格的要求，只是对一些有回火脆性敏感的低合金铸钢，回火保温后的冷却特别重要，宜采用快冷方式，以便尽快通过回火脆性区，避免降低铸钢的韧性。铸钢件热处理冷却介质常用的有空气、油、水盐水及熔盐等。