金属热处理通用工艺规程

1、金属热处理通用工艺规程1主题内容与适应范围1.1本规程规定了钢制零部件在加热炉中透烧后在水油、空气中淬火及在炉中加热的正火 、退火与回火热处理工艺方法和要求。但不包括感应加热 、火焰加热 、电解加热等热处理方法。1.2本规程适用于本公司钢制压力容器和零部件的淬火、正火、退火、回火热处理。2总则金属的热处理除符合本规程的规定外，还应遵守国家颁布的有关法令、法规 、标准 、本公司其它相应规程和图样及专用工艺文件的要求。3正火和退火3.1热处理设备3.1.1正火与退火所使用的加热设备必须满足下列要求 ：3.1.1.1在加热设备正常装炉量情况下，有效加热区内的温度偏差应按表3-1 所列的精度进行调节和

2、控制 。表 3-1工艺类型允许温度偏差正 火20完全退火20不完全退火20等温退火15球化退火20去应力退火20再结晶退火253.1.1.2工件加热后在随炉冷却过程中应尽量保证各部位的冷却速度均匀一致。3.1.2温度测定及温度控制设备3.1.2.1正火与退火所使用的各种加热设备都应配有温度测定及温度控制装置。加热设备中的每个加热区，都应配有跟踪处理温度与时间关系的记录装置。3.1.2.2 热电温度测定设备的指示器经校正之后，其指示器上温度读数的误差不得超过表 3-2 的规定 。.专业整理 .表 3-2预定温度 T 400 400温度指示总误差4T/103.2 正火 、退火件的装炉3.2.1正火

3、 、退火件 装炉时 ，必须放 置在 预先确定的 有效加 热区内 ，装炉 量、装炉方式及堆放形式应保证工件加热和冷却均匀一致，且不得造成工件有较大变形和缺陷。 大件 、形状复杂则采用低温装炉，加热到500 左右保温一段时间后，再加热到正火 、退火的温度 。3.2.2不同温度或成批生产的有效厚度相差一半以上的零部件，正火 时不应一起装炉。对单件有效厚度相差可适当放宽，但必须严格控制加热时间。3.2.3装炉时工件堆放应有条理，不可杂乱堆放，钢板正火应垛装，支点距离小于 1米，层距 0.1 0.15 米 。 与校圆结合的正火筒节应卧放，下垫半圆形支座。直接正火的筒节应竖放 ，下垫高度 0.2米的平支座

4、 ，筒节之间应保持 0.2米以上的距离 。3.3 工艺规范的选择3.3.1加热温度3.3.1.1 正火与退火加热温度主要根据钢的临界点、热处理目的等因素来确定，其一般规律如下 ：正火 ： Ac 3( 或 Acm) (50 70) 完全退火 ： Ac 3 (30 50) 不完全退火： Ac 1 (30 50) 等温退火 ： Ac 3 (30 50) (亚共析钢 )Ac 1 (20 40) (过共析钢和共析钢)球化退火 ： Ac 1 (10 20) ,Ac 1 (20 30) 去应力退火： Ac 1 (100 200) 扩散退火 ： Ac 3 (150 200) 再结晶退火： Ac 1 (50 1

5、50) 3.3.1.2常用钢材的正火加热温度见表3-3 、表 3-4 、表 3-5 。.学习帮手 .专业整理 .表 3-3常用压力容器用钢板正火加热温度钢号加热温度Q245R Q345R16MnDR900 92013MnNiMoR950 98018MnMoNbR950 98015CrMoR900 950表 3-4常用钢材正火加热温度钢号加热温 度 35860 88045850 86040Mn850 86040Cr850 860表 3-5电渣焊接接头焊后正火加热温度和回火加热温度钢号正火加热温度 回火加热温度 Q235- B 、 C900 930Q245R900 930Q345R900 9306

6、00 65013MnNiMoR950 980620 65018MnMoNbR950 980680 70015CrMoR900 960680 7003.3.2加热速度主要根据钢的成份，工件的尺寸和形状等因素来确定。对高碳 、高合金钢及形状复杂或截面大的工件一般应进行预热或采用低温入炉随炉升温的加热方式。中小件可在工作温度装炉加热。3.3.3加热时间加热时间与钢的成份、工件的尺寸和形状、加热温度 、加热介质、加热方式、装炉量和堆放形式以及热处理目的等因素有关。工艺员应根据具体情况而定，但必须保证正火与退火在规定的加热温度范围内保持足够长的时间。3.3.4冷却速度.学习帮手 .4.1.2 淬火冷却设

7、备及冷却介质.专业整理 .冷却速度应控制适当。以保证获得所需要的组织和性能。正火件一般在自然流通的空气中冷却。某些渗碳钢，过共析钢工件和铸件，以及大件正火也可采用风冷或喷雾冷却等。退火件一般采用随炉冷却到550 出炉空冷 ，对于要求内应力较小的工件应随炉冷却到小于350 出炉空冷 。4 淬火和回火4.1热处理设备4.1.1淬火加热设备应满足下列要求：4.1.1.1有效加热区的温度应按表4-1 所列的精度进行调节控制。表 4-1序 号允许温度偏差 适用范围110特殊重要件212.5重要件315一般件4.1.1.2 当采用盐熔炉加热时，应按盐熔脱氧制度对盐进行充分脱氧。4.1.2.1淬火冷却介质

8、、使用温度及适用范围应符合表4-2 的规定 。表 4-2冷却设备冷却介质使用温度 ()适用范围水15 30淬透性差 ，形状简单的工件盐类水溶液20 45淬透性差 ，形状简单的工件水20 50水槽碱类水溶液淬透性差 ，形状较复杂的工件溶有机化合物溶20 60淬透性中等或差，形状复杂的液工件液油槽普通淬火油30 80淬透性中等或好，形状复杂的工件空冷空气不特别规定指淬透性好 ，形状复杂的工件室温4.1.2.2淬火冷却设备应保证工件表面各部位均匀冷却。4.1.2.3水槽中水、水溶液或混合水溶液不应含有过量的有害物质。水溶液或混合水溶液的成份浓度应符合淬火要求。.学习帮手 .专业整理 .4.1.2.4

9、油槽中的油，应符合有关淬火油的国家行业标准。对淬火油必须进行定期检验 。4.1.3回火设备4.1.3.1回火加热设备有效加热区的温度偏差应按表4-3 的允许误差规定进行调节和控制 。表 4-3序 号允许温度偏差 适用范围110特殊重要件215重要件320一般件4.1.4温度测定及温度控制设备4.1.4.1各种热处理加热设备都应配有温度测定及温度控制设备。淬火和回火加热设备中的每个加热区，应配有跟踪处理温度与时间关系的记录装置。4.1.4.2 热电温度测定设备的指示器经校正后，其指示器上的温度温度读数的总误差不得超过表 3-2 的规定 。4.2待淬 、回火件的装炉4.2.1待淬 、回火件 的装炉

10、时，必须 放置 在预先确定的有效 加热区内 。 装炉量 、装炉方式及堆放形式的确定，应保证工件均匀加热且不造成有害缺陷。4.2.2 允许不同材料 ，但具 有相同的 加热温度 的工件同一 炉内加热 ，同炉装 入的 工件有效厚度不宜相差太大 。4.2.3工件可直接装入淬火温 度的炉中 加热，装炉 时工件 摆放应有条理，不准直 接抛入炉内 。4.3淬火工艺规范的选择4.3.1加热温度4.3.1.1选择加热温度的依据是钢的临界点，其一般原则如下：亚共析钢 ： Ac 3 (30 50) 共析钢 、过共析钢 ： Ac 1 (30 50) 4.3.1.2选择加热温度时还应考虑到淬火件的钢种及性能要求、原始组

11、织状态、形状尺寸等因素。必要时 ，应进行小批量试淬，以选择合适的加热温度范围。.学习帮手 .专业整理 .4.3.2加热速度高碳高合金钢及形状复杂的或者截面大的工件应进行预热或采用低温入炉随炉升温的加热方式，中小件可直接放入到淬火温度的炉中加热。4.3.3加热时间炉中的工件应在规定和加热温度范围内保持适当的时间，保证必要的组织转变和扩散 。 加热时间与工件的钢种、形状 、尺寸 、加热介质 、加热温度、加热方式等因素有关 。工艺员应具体情况而定，必要时应通过试淬以确定合适的加热时间。4.3.4冷却4.3.4.1冷却速度应控制适当。在冷却过程中，冷却介质的使用温度不应超过4.1.2.1 规定的范围。

12、4.3.4.2应采用适当的冷却方式，使工件表面各部位获得大致均匀冷却。4.4回火的工艺规范4.4.1回火温度和回火时间由 回火件的 钢种、性能 要求确 定。 对具有 第一类回火脆性的钢种必须避开回火脆性温度区间；对具有第二类回火脆性的钢种，在回火脆性温度区间内加热后应采用油或水冷却。4.4.2回火前后抽检工件淬火后的硬度，确定适当的回火温度。4.4.3经淬火后的工件应及时回火。4.5淬火加热后的保温时间计算保温时间 (分 )= 零件有效厚度()(1.5 2)(分 / )。保温时间以炉温到达规定温度时算起。当装炉量大时，适当延长保温时间 。4.6常用钢板回火保温时间按表4-4 ，装炉量多时可适当

13、延长保温时间。表 4-4常用钢材的回火保温时间(250 650 回火 )有效厚度(mm)265075100101126150255176125保温时间(min)40 6070 100 1001501802102401501802104.7 常用钢材的淬火工艺规范见表4-5 。表 4-5常用钢材的淬火工艺规范.学习帮手 .专业整理 .钢 号加热淬火后达到最低达到最低硬度的淬火介质硬度 (HRC)最大直径 ()温度 35860 870水 355045840 850水40804730水- 油30CrMo860 870油4035CrMo850 860油 4535CrMoV890 910油 4538Cr

14、MoAl930 950油 5040Cr850 860油40 45 5050 30 2040B840 850油 4540Mn840 850油 4540MnB840 850油 4040MnVB840 850油40 45 5050 30 2042SiMn850 870油40 45 5050 30 2045Cr840 860油 5045B840 860油 454.8 常用钢材的回火温度见表4-6 。表 4-6常用钢材的回火温度钢 号要求硬度 (HRC)回火温度 ()冷却介质3520 25520 540空气4520 25590 620空气25 30550 59030CrMo25 30580 600空气3

15、5CrMo25 30600 640空气35CrMoV25 30680 700空气38CrMoAl25 30640 660空气40Cr25 30600 620油或水表 4-6 （续）常用钢材的回火温度钢 号要求硬度 (HRC)回火温度 ()冷却介质40B25 30540 560空气40Mn25 30530 550空气40MnB25 30570 590油或水40MnVB25 30570 690空气42SiMn25 30600 620油或水45Cr25 30620 640空气.学习帮手 .专业整理 .45B25 30620 640空气4.9需调质状态进行机械性能复验的原材料。4.9.1 原材料进行调

16、质作机械性能的拉力试样和冲击试样的热处理毛坯尺寸和热处理规范见表 4-7 。表 4-7试样调质热处理工艺规范试 样 毛淬火回火硬度钢 号坯 尺 寸温度冷却介质温度冷却(HRC)( )( )()介质30CrMo25880水、油540水、油30.5 3235CrMo25850油550水、油32.5 3235CrMoV25900油630水、油35 3738CrMoAl25940水、油640水、油32.5 3440Cr25850油500水、油32.5 3440B25840水550水24 2640Mn25850油500水、油32.5 3440MnB25850油500水、油32.5 3440MnVB258

17、50油500水、油32.5 3442SiMn25880水590水23 3045Cr25840油520水、油34 3645B25840水550水26 284.9.2试样淬火冷却时，终冷温度尽量低 ，以保证试样淬硬、淬透 。4.9.3拉力试样和冲击试样应在同一根材料上截取处理毛坯料，应同炉同工艺规范进行热处理 。4.10有机械性能要求的工件，试样应与产品同炉进行热处理。4.11图纸上有标记移植印记的零部件，应做好标记确认工作。5 热处理后的附属工序5.1正火和退火后的附属工序5.1.1在校正工件正火和退火时产生的残余变形时，应不影响其以后的机械性能及加工和使用性能 ，必要时校正后应进行去应力处理。

18、5.1.2在清除工件氧化皮时，应使其不受腐蚀及其它有害影响。5.2淬火和回火的附属工序5.2.1在校直淬、回火件 时所 产生 的残余变形 时，应不影响其以后的 机械加工及加.学习帮手 .专业整理 .工和使用性能。必要时 ，校正后应进行去应力处理。5.2.2在清理淬火、回火件时 ，应使其不受腐蚀及其它有害影响。6 检验6.1热处理操作工应按图样、专用工艺要求及有关规定进行热处理，并作好记录 。6.2质检部门和热处理责任工程师应对热处理过程进行监督检查，并仔细核实和审查相关记录 。6.3热处理后公司质检部门和热处理责任工程师应根据图样、专用工艺要求和有关规定对工件进行检验。6.3.1质检部门应对工

19、件进行 外观检查 ，工件 表面不得 有裂纹 及伤痕 等缺陷 。必要时应采用磁粉 、着色或超声波检测等方法对工件进行检查，确定有无裂纹 。6.3.2质检部门应采用百分表 、塞尺 、钢直尺 等工具对工件进 行变形 检测 。轴类 工件允许的最大弯曲值应符合GB/T16923 钢件的正火与退火和 JB3877 钢的淬火与回火处理 的规定 。 板类工件的不平度 ，不应超过加工余量的2/3 ，特殊工件的变形要求可按照图样规定执行。6.3.3质检部门应对工件进行硬度检查。6.3.3.1正火和退火工件的硬度误差不能超过表6-1的规定 。6.3.3.2淬火和回火工件的表面硬度误差不能超过表6-2 、表 6-3 、表 6-4的规定 。6.3.3.3对于局部淬火回火件，应避免在淬火区与非淬火区交界部分测定硬度。6.3.4必要时应进行金相组织检查。根据热处理工艺类型及钢种不同，应得到满足表 6-1硬度误差范围工艺类型单件同一 批件HBHVHRBHBHVHRB正 火2525445468完全退火30306