常用钢材热处理工艺设计参数

1、-PAGE . z.热处理工艺规程B/Z61.01295工艺参数2012年10月15日-. z目 录主题容与适用围 1常用钢淬火、回火温度 12.1要求综合性能的钢种 12.2 要求淬硬的钢种 42.3 要求渗碳的钢种 62.4 几点说明 6常用钢正火、回火及退火温度 73.1 要求综合性能的钢种 73.2 其它钢种 83.3 几点说明 8常用钢去应力温度 105.各种热处理工序加热、冷却围 125.1淬火 1 25.2 正火及退火 145.3 回火、时效及去应力 155.4工艺规的几点说明 166. 化学热处理工艺规 176.1氮化 176.2 渗碳 207. 锻模热处理工艺规 227.1锻

2、模及胎模 227.2切边模 247.3锻模热处理考前须知 25有色金属热处理工艺规 268.1铝合金的热处理 268.2铜及铜合金 26几种钢锻后防白点工艺规 279.1第组钢 279.2第组钢 28热处理工艺规程工艺参数主题容与适用围本标准为热处理工艺规程工艺参数，它主要以企业标准金属材料技术条件B/HJ93年版所涉及的金属材料和技术要求为依据不包括高温合金，并收集了我公司生产常用的工具、模具及工艺装备用的金属材料。本标准适用于汽轮机、燃气轮机产品零件的热处理生产。常用钢淬火、回火温度2.1 要求综合性能的钢种： 表1材料牌号技术要求淬火温度冷却介质有效面积(mm)淬火后硬度d10回火温度回

3、火后硬度d10强度s硬度HBd1045440197229(4.304.00)820840水805405604.004.2040CrA390192223(4.354.05)840860油352.73.05806004.004.1036703.13.4570580711603.43.6560570490217255(4.103.80)352.73.05705803.803.9036703.13.4560570711203.43.6550560590241277(3.903.65)402.73.05605703.653.80水油41602.53.0590620685269302(3.503.70)油

4、302.73.05505603.503.60水油31402.63.057060035CrMoA490217255(3.804.10)850870油403.03.25906103.804.0041703.253.4570590711203.453.6550570590241277(3.903.65)403.03.25605803.653.80水油41702.63.0580610*40CrNiMoA690255293(3.803.55)840860油802.73.15806003.653.80*30Cr1Mo1V590241277(3.903.65)950970油30067069069025528

5、5(3.803.57)25066068020Cr1Mo1VTiB690255293(3.803.55)10301050油190700720*73526930210301050油10069071038CrMoAlA590241277(3.903.65)930950油1002.63.06406603.653.903.13.4630640水油1011602.63.06506703.13.2630650685277302(3.653.50)油502.63.06306503.503.653.13.3610630水油511002.63.06406603.03.2620640785293321(3.553.

6、40)油402.73.26106303.403.50水油41602.63.06306503.13.261063015CrMoA490207241(4.203.90)900920油303.63.85506003.904.10水31703.43.857062025Cr2MoVA590241277(3.903.65)920940 油602.83.16606803.603.90612003.23.45660670735269302(3.703.50)602.83.16606703.553.65611503.23.365067034CrNi3Mo690241282(3.903.62)870890油350

7、2.83.06406603.653.93.13.3620640735255284(3.803.58)3002.83.06206403.63.753.13.3600620785271298(3.653.52)2502.83.06006203.553.653.13.3580600*15MnMoVN490217(4.1)960980油1056006201Cr12Mo550229255(4.03.8)960980油1006706903.803.951C4.44.0)10301050油3.03.257107304.104.303.33.5690710440197229(4.34

8、.0)1003.03.256807004.04.203.33.56506801Cr12440197229(4.304.00)10301050油1003.03.306807104.004.202Cr131872079801000油2.83.2720740490217248(4.103.85)802.83.07007203.904.103.13.2670700590235269(3.953.70)602.83.06606803.803.903.13.26506603C3.953.70)9801020空402.63.06506703.703.90269302(3.703.5

9、0)油411302.63.2640660690286321(3.603.40)空402.63.05906103.503.60油411002.63.2580590785286321(3.603.40)空402.63.05705903.403.50油41702.63.25605801Cr11MoV390192241(3.904.35)10001030油1002.83.07107303.904.303.13.3690710490217248(4.103.85)1002.83.07007203.904.053.13.3680700590235269(3.953.70)602.83.06706903.8

10、03.903.13.36606801Cr12W1MoV590235269(3.953.70)10001050油1503.03.46807003.903.70690269302(3.703.50)1003.03.46606803.553.65*735286331(3.63.3)3.03.26606702Cr12NiMo1W1V760293331(3.553.35)970990油2006606803.553.4530Cr2MoV590241277(3.703.50)940960油602.83.16706903.603.80612503.23.45670680735269302(3.703.50)6

11、02.83.16706803.553.65611503.23.36606801Cr18Ni9Ti20518710801100水5.05.14.754.85225(5.4)8008201Cr18Ni9Ti0Cr19Ni9 20518710501100水5.4精铸叶片ZG1C4.404.10)10201040油梅花试棒70700720ZG2C4.304.00)9801000空叶片本体2.82.97307404.004.10ZG1Cr11MoV490197227(4.304.0010201040油梅花试棒70700720ZG1Cr12W1MoV49

12、0197227(4.304.0010201040油梅花试棒70700720ZG0Cr19Ni919010501100水注：采用日本材料时，淬火温度为960980，回火温度允许比表中温度高1030。有效截面小于20mm者可采用空冷。2.2要求淬硬的钢种新HRC30表2材料牌号要求硬度围HRC淬火温度冷却介质淬火后硬度HRC回火温度3550860880水5018020046502402704145300330364038041031354004204556820840水551802005155200230465026029041453203503640400430313544047040CrA51

13、55840860油5526029046503003304145350380364043046035CrMoA46850870油4855354046048025Cr2MoVA3540920940油48580600Cr5Mo1V60940950空586219021065Mn4650820840油58623503904145390430354043047060Si2MnA4650870890油586238042041454204603640460500313550054050CrVA4246840870油48553804002Cr135110001030油或空48522002504650350380

14、4145510530364053055031355605803C52602002504650380400414552054036405355504C5260200250505530035043495405603542560580T8A63780800水或水油61631601805660200240515526030046503203604145380420T1262770790水油6264160200CrWMn63820840油631601809CrWMn63810830油631601809CrSi60850870油631601808Cr35

15、055820840油654004204049480450GCr155055830860油6232038045503801109Cr185510101040油200300W6Mo5Cr4V26312101230油540560W9Mo3Cr4V6312201240油540560注：回火后油冷。淬火加热时要加以保护，以防脱碳。回火脆性区为500510，严禁采用。回火脆性区为470530，严禁采用。2.3 要求渗碳淬硬的钢种表3材料牌号要求硬度围HRC淬火温度冷却介质淬火后硬度HRC回火温度12CrNi3A58760800油6015020020CrA56760800油60150200低碳钢567808

16、00水或水油6015020045503403602.4几点说明： 表13中提供的淬火、回火温度围，是供生产时按具体情况选定参数用的，不是*一炉允许的温度偏差。 凡水冷的钢种奥氏体钢除外均应及时回火以防开裂。 表1中的s数值为0.2的数值。 45、35CrMoA、40CrNiMoA为保证取样部位合格，毛坯送检硬度允许适当提高。 对感应加热，快速加热的零件淬火温度允许适当提高。 表中标有*者生产上尚未用过或较少用过，其参数不够成熟，尚待生产中进一步验证，生产中允许在验证根底上进展修改。 表13中冷却为水油者，允许用水空水代替，具体方法为：水冷一段时间后将零件提起空中让零件反热后再入水继续冷却。常用

17、钢正火、回火及退火温度3.1要求综合性能的钢种表4材料牌号技术要求正火温度回火温度有效厚度mm0.2HB15CrMoA245131163900920600620300*27519790092058060015015Cr1Mo1V32514619790092071073030015Cr2Mo1275207970990700720300315670690251111708809003003518784086054056030045217840860540560300ZG230-450230450131179900920ZG270-500270500143197850870600620ZG20CrM

18、o245135180900920640660ZG15Cr1MoA275950970680700ZG20CrMoV315140201940960700720930950ZG15Cr1Mo1V345140201104010607307509801000ZG15Cr2Mo12759509707007203.2其它钢种表5材料牌号正火温度正火后硬度HB回火温度退火温度退火或回火后参考硬度HB20Cr1Mo1VTiB680700 97099040CrA68070083085021740CrNiMoA68070084088022935CrMoA68070082084022930Cr1Mo1V6807003

19、8CrMoAlA68070084087022930Cr2MoV(P2)6807001Cr12Mo6807009209401Cr136807208508709209401971Cr122Cr137007509209401873Cr137007509209402074Cr137007509209401Cr11MoV7007509209401871Cr12W1MoV6807008308502552Cr12NiMo1W1V680700 95097034CrNi3Mo66070065Mn83085026968072078082022960Si2MnA83086025464068078082050CrVA

20、85088028664068081085012CrNi3A890920255650680870900T8A760780241302650680750760187T12760780241302650680750760187CrWMn9709903855146507007707902072559CrWMn6507007707901972418Cr37807902072553Cr2W8V7007408208402072555CrMnMo8308506506907607802555CrNiMo830850650690760780255注：用于消除粗晶。用于软化；用于细化晶粒。用于消除粗晶。正火为消除过

21、热组织及网状碳化物。模具翻新退火温度为720740。模具翻新退火温度为710730。3.3几点说明： 表5中列出的正火、回火、退火温度围是供生产中在这区间选用的，不是指一炉允许的温度偏差，一般情况下选用中限。 表4规定的回火，根据技术条件要求，均在正火后进展。表5规定的回火，根据具体情况，可在正火后进展，也可在锻后单独进展。 渗碳钢消除渗碳层中网状碳化物的正火温度一律采用860880。常用钢除应力温度表6材料牌号调质回火温度除机械加工应力及校直应力温度除焊接应力温度除铸造应力温度15CrMoA 60062048050056058058060054056055062051053040CrA550

22、62035CrMoA55061050052040CrNiMoA5806005305503Cr13560670510530碳钢 54056054056015MnMoVN600620540560550570ZG230-450 620600620铸钢件不专门除铸造应力，通常用正火或正火、回火代替ZG270-50060062034CrNi3Mo580660铸铁件54056053056038CrMoAlA61067057059025Cr2MoVA65068030Cr2MoV66069030Cr1Mo1V660690ZG20CrMo640660600620用正火、回火代替，不做专门的去应力回火。所有未经调

23、质、正火、回火的钢号660680 6006401Cr126807106006206306501Cr136907302Cr136407306006201Cr11MoV6407306206401Cr12W1MoV6707001Cr12Mo6806906306502Cr12NiMo1W1V66068015Cr2Mo167072060062063065015Cr1Mo1V710730660680ZG20CrMoV700720630650670690用两次正火一次回火所代替，不做专门的去应力回火ZG15Cr1Mo1V730750700720ZG15Cr1MoA680700630650640660ZG15

24、Cr2Mo1700720650670457.705级大齿轮最终去应力温度为500，如控温准确时可提到530116.276转子除应力温度为620/14h注： 经正火回火的铸件或型材件。 用于Q235-A，对易变形焊接构件去焊接应力温度可选择中、下限，其余情况按上限温度选择，但加热温度围都应限制在10。 除焊接应力时按80/h升，60/h降，执行。 正火后的回火温度4.1几点说明：1. 两种或两种以上钢材去应力并炉时，一般几种材料除应力温度温差不应超过20，并炉后的除应力温度应以几种材料中最低除应力温度为准。特殊情况下，在不影响材料原性能前提下，并炉围可酌情放宽。但氮化零件氮化前除应力时，温度不准

25、低于表6规定，因而不准与除应力温度低于氮化件除应力温度的零件并炉。2. 两种或两种以上钢材组合焊接时，除焊接应力温度应为几种材料中最低的除焊接应力温度。必要时采用专用工艺。3. 除焊接应力的回火温度原则上为调质回火温度下限减2030，如表中未列除焊接应力回火温度的材料牌号需进展除焊接应力时，可按此原则自行选定。4. 氮化件氮化后校直时，去应力的温度应低于氮化温度，即：组钢为450480。、组钢为500520钢的组别分类见表7。5. 各种热处理工序加热、冷却规5.1 淬火 碳素、合金构造钢形状复杂的碳钢件及局部合金钢件见表1，冷却用水油。 形状复杂的碳钢件及局部合金钢件见表1，采用此段。 铬不锈

26、钢及奥氏体钢 工具钢低合金钢预热依工件形状和尺寸酌情而定。5.2正火及退火 正火 退火5.3回火、时效及去应力 回火注：530以下按此系数计算回火时间。 时效奥氏体钢 除应力形状简单的零件去校直应力时空冷。 当炉子实际升温速度超过80/时不能满足工艺要求时，零件装炉升温至300保温12小时，再随炉升温100保温1小时后,每升温100保温1小时，直到保温温度为止。对阀杆等形状复杂易变形零件必须保证50/时，必要时可用手动控制。工艺规的几点说明:透系指工件装炉后，炉子到温起至工件与炉膛火色一致止的时间。 装炉温度栏之不限一般系指不超过曲线中保温温度以下的各温度。如曲线中有两个保温温度，则应不超过第

27、一段的保温温度 38CrMoAlA钢淬火保温时间应按规定再延长30。 要求淬硬零件的回火保温时间至少不小于1小时。 除应力的时间：除机械加工和校直应力不得小于3小时；除焊接及铸造应力不得小于4小时。 氮化件氮化后除校直应力时，除应力的整个过程均需通氮。 按Z75.22-86 GH2136时效热处理为300入炉，随炉升温至71010，保温烧透1216h 出炉空冷，达HRC3242。6. 化学热处理工艺规6.1氮化 氮化技术要求表7组别材料牌号氮化层深度mm氮化层硬度HV氮化层脆性备注38CrMoAlA0.309003级25Cr2MoVA0.3065030Cr1Mo1V0.3065030Cr2Mo

28、V0.30650ZG20CrMoV0.3055034CrNi3Mo0.304501Cr11MoV0.30650喷嘴组层深为0.150.25mm1Cr12W1MoV0.206952Cr12NiMo1W1V 工艺规 炉冷具体规定见考前须知。 喷嘴组保温时间为68小时。 加药丸去除零件外表钝化膜，用量每炉100120片。 考前须知： 零件氮化前必须去除外表锈斑，用汽油清洗外表油污。 零件装炉时，所有要氮化的外表，不许互相接触，特别注意大工件不要放在热电偶的附近，严禁工件靠在热电偶上。对于局部氮化的零件，要检查镀锡部位是否正确。对M16以下的螺孔和16以下的盲孔、通孔及经镀锡保护有螺纹的氮化件的螺纹局

29、部、退刀槽，氮化前均进展涂料保护。 氮化件入炉后应先通氮30分钟排除箱的空气，氨气压力控制在100150mm油柱，待空气排除后按工艺要求调节压力控制分解率。氮化过程中氨气自始至终不得中断。 氮化冷却时，先停电随炉冷却至150时停氨，取出零件。 炉氨气压力只做参考，操作时以控制分解率为准。6.2 渗碳 固体渗碳保温时间根据渗碳炉装箱的数量及箱的大小而定。 气体渗碳 几点说明：固体渗碳剂配方：7BaCO32.5Na2CO3其余90.5木碳化工厂配制新旧渗碳剂比例为1：2。气体渗碳剂：(a)苯一滴速：升温时控制在3035滴/分，保温时控制在6070滴/分。(b)* 煤油酒精各50，滴速与苯同。首次使用时先进展试验，确定适宜的滴速。渗碳保温时间到达前11.5小时看预测试样，根据测得的结果断定出炉时间。气体渗碳装炉时零件之间要保持一定的距离，至少要保持510mm。固体渗碳装箱零件间或箱壁间距不得小于1520mm。 渗碳后如果发现渗碳层有网状碳化物存在，均应进展正火处理以消除。7. 锻模热处理工艺规7.1锻模及胎模：表8材料牌号技术要求淬火温度回火温度备注工作面硬度燕尾硬度5CrMnMoHB415380d10 3.03.2HB285321d10 3.43.68208405205601t模锻锻模胎模HB380320d10 3.23.43t、5t模锻锻模5CrNiMoHB4