合金结构钢热处理推荐作法

CNLC2005-7_______________________________________________________________________1合金结构钢热处理推荐作法1.范围本作法适用于需要热处理的合金结构钢2.范围本作法与图纸一起使用配合，如果有热处理要求，就需按本作法进行热处理，以获得需要的机械性能。3.一般要求3.1热处理前，清除工件的油污和锈蚀和杂质3.2装炉装炉量不能超过炉架重量的限制或零件合适冷却速率的淬火池能力，零件不能套装，而应放在能使炉内气氛和淬火介质充分循环的热处理托架上，管件应垂直加热并垂直进入淬火池，以减少变形。3.3预热如果有下列特征之一，在热处理前推荐预热1000ºFto1200ºF（538℃～649℃）3.3.1钢的含碳量≥0.50%3.3.2硬度≥37HRC3.3.3截面尺寸突变3.3.4精加工后热处理3.4按本作法淬火、回火的零件，截面上主要应是均匀的回火马氏体。3.5淬火到回火的时间应最短以防开裂，40CrNiMoA材料在工件还为彻底冷凉时就应回火。如果淬硬的零件在2小时内未能回火，应追加加热400ºF（205℃）2小时。4.热处理程序除非另有规定，应使用表1-3指南按图纸要求进行热处理。4.1淬火程序4.1.1淬火应按表1规定的奥氏体转换温度和淬火介质进行。应对淬火池有效性进行校验，应周期性检验淬火介质试样并记录。这些记录在CNLC有要求时必须能复查。4.1.2淬火时零件的冷却速率应比要求产生的金相组织（见3.4节）的临界速率要高。在回火前，零件应冷却到如下所示温度。零件在淬火池中应保持合适的时间，以满足要求。一般装炉量应使最大截面每英寸壁厚在淬火池中保持5分钟。全部装炉量在淬火池中保持最少5分钟。40CrNiMoA...................................150ºF（66℃）最高表1中其它合金钢..........................200ºF（93℃）最高4.2回火程序CNLC2005-7_______________________________________________________________________24.2.1已淬硬钢的回火应在临界加热范围内（最低700ºF到最高1300ºF）(371-704℃)，经过合适的温度－时间周期来产生要求的机械性能。零件不应在500ºF到700ºF（260-371℃）范围内回火。4.2.2表2列出的回火温度仅作为指导，要求的回火温度将随合金量、淬硬、截面尺寸和预热处理的变化而变。然而，如果选用的回火温度超出表2列出的温度±100ºF（38℃），需要材料工艺验证。注意：回火温度应在700ºF到1300ºF（371-704℃）范围内。4.2.3二次回火如果图纸上要求二次回火，回火温度必须在小于100ºF内，且在二次回火前零件比冷却到300ºF（149℃）以下。注：30CrMo或40CrMnMoA合金结构钢不需要二次回火。一次回火采用随炉冷却。见4.2.4。4.2.4回火冷却速率最终回火冷却速率决定零件残余应力的大小，这些残余应力释放影响机加工。有3种基本冷却方法：1)水淬淬火时允许零件空冷到1000ºF（538℃）或低一些。2)空冷空气冷却到室温。3)随炉冷却随炉冷（速率不超过250ºF（121℃）/每小时）到800ºF（427℃），炉温降到800ºF（427℃）时从炉中取出零件淬水。很多零件可以水淬，而加工到接近公差的管类零件需要随炉冷却，车间指导说明卡片应说明哪些零件需要随炉冷却。4.3奥氏体化时间零件应在规定奥氏体化温度保持合适的时间以进行转化和扩散。预热处理状况会影响充分奥氏体化需要的时间，在如何情况下，零件淬火前，在规定的奥氏体化时间保持最少为30分钟。表3可作为指导。4.4回火时间4.4.1使用炉控热电偶时零件在奥氏体化温度下保持最少1小时，每英寸厚度加1小时。任何零件加热不应少于1小时。回火时间在炉子的热电偶达到设定温度时算起。表1加热和淬火要求钢级奥氏体化温度范围(ºF)淬火剂130CrMo1550–1600（843-871℃）水35CrMoA1550–1600（843-871℃）油40CrMnMo1550–1600（843-871℃）油40CrNiMoA1500-1550（816-843℃）油CNLC2005-7_______________________________________________________________________3表2淬硬后典型回火温度(ºF)1钢级硬度范围219-237HB(18-22HRC)230CrMo31275（691℃）35CrMoA1275（691℃）40CrMnMo1300（704℃）40CrNiMoA---1这些温度的偏差在±100ºF以内注：温度决不应超过1300ºF。参考4.2.22硬度范围219-237HB转换为96.5–99.5HRB,或18-22HRC3基于12.7圆棒表3合金结构钢淬火（奥氏体化）保温时间1最大截面直径或壁厚2In（mm）空气或气氛炉小时分钟-0.249(-6.32)0300.250-0.500(6.35-12.7)0450.501-1.000(12.73-25.4)101.001-1.500(25.43-38.1)1151.501-2.000(38.13-50.8)1302.001-2.500(50.83-63.5)1452.501-3.000(63.53-76.2)203.001-3.500(76.23-88.9)2153.501-4.000(88.93-101.6)2304.001-5.000(101.63-127.0)2455.001-8.000(127.03-203.2)3301当使用炉控热电偶时，空气或气氛炉保温时间从控制仪器达到设置温度时算起。2厚度是零件的截面最厚尺寸，总之是较大的尺寸。CNLC2005-7_______________________________________________________________________44140HR钢热处理样例:化学成分：CMnSiSPCrNiCu0.420.960.260.0250.0151.040.10.18MoVAlTi0.220.0070.0240.005奥氏体化温度：1600ºF（871℃）加热时间：1小时冷却介质：油回火温度：1280ºF-1290ºF（693℃-699℃）回火时间：2小时冷却介质：空气机械性能试验数据1＃2＃3＃4＃要求抗拉强度MPa875778785758屈服强度MPa710627655593551伸长率%21262726面缩率%65666767夏比冲击功（平均）J93851027525硬度HB235237226235219-23740CrMnMo化学成分-GB3077CMnSiSPCrNiCu0.37-0.450.90-1.200.17-0.37≤0.035≤0.0350.90-1.20≤0.30≤0.30MoVAlTi0.20-0.30－－－资料要求1、原材料质量证书（最好是英文版，附样件）2、热处理证书（最好是英文版，附样件）3、机械性能试验报告（最好是英文版，附样件）4、表面处理证书（最好是英文版，附样件）5、探伤报告（最好是英文版，附样件）