鋼的熱處理工藝設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)公式
2021-04-13 來(lái)自: 沈陽(yáng)市中聯(lián)銅鋁業(yè)有限公司 瀏覽次數(shù):1227
1.1正火加熱時(shí)間
t=KD | |
t | 加熱時(shí)間 |
D | 工件有效厚度(mm) |
K | 加熱時(shí)間系數(shù)(s/mm) |
K值的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) | |||
加熱設(shè)備 | 加熱溫度(℃) | 碳素鋼K/(S/mm) | 合金鋼K(S/mm) |
箱式爐 | 800~950 | 50~60 | 60~70 |
鹽浴爐 | 800~950 | 12~25 | 20~30 |
1.2正火加熱溫度
根據(jù)鋼的相變臨界點(diǎn)選擇正火加熱溫度 | |
低碳鋼 | T=Ac3+(100~150℃) |
中碳鋼 | T=Ac3+(50~100℃) |
高碳鋼 | T=Ac3+(30~50℃) |
亞共析剛 | T=Ac3+(30~80℃) |
共析鋼及過共析鋼 | T=Acm+(30~50℃) |
1.3淬火加熱時(shí)間
t=a×K×D(不經(jīng)預(yù)熱) | |
t=(a+b)×K×D(經(jīng)一次預(yù)熱) | |
t=(a+b+c)×K×D(經(jīng)二次預(yù)熱) | |
t | 加熱時(shí)間(min) |
a | 到達(dá)淬火溫度的加熱系數(shù)(min/mm) |
b | 到達(dá)預(yù)熱溫度的加熱系數(shù)(min/mm) |
c | 到達(dá)二次預(yù)熱溫度的加熱系數(shù)(min/mm) |
K | 裝爐修正系數(shù) |
D | 工件的有效厚度(mm) |
在一般的加熱條件下,采用箱式爐進(jìn)行加熱時(shí),碳素鋼及合金鋼a多采用1~1.5min/mm;b為1.5~2min/mm(高速鋼及合金鋼一次預(yù)熱a=0.5~0.3;b=2.5~3.6;二次預(yù)熱a=0.5~0.3;b=1.5~2.5;c=0.8~1.1),若在箱式爐中進(jìn)行快速加熱時(shí),當(dāng)爐溫較淬火加熱溫度高出100~150℃時(shí),系數(shù)a約為1.5~20s/mm,系數(shù)b不用另加。若用鹽浴加熱,則所需時(shí)間,應(yīng)較箱式爐中加熱時(shí)間少1/5(經(jīng)預(yù)熱)至1/3(不經(jīng)預(yù)熱)左右。
工件裝爐修正系數(shù)K | |
工件裝爐方式 | 修正系數(shù) |
t030111.1 | 1.0 |
t030111.3 | 2.0 |
t030111.5 | 1.3 |
t030111.7 | 1.0 |
1.4淬火加熱溫度
亞共析鋼的淬火加熱溫度 | Ac3+(30~50℃) |
共析和過共析鋼 | Ac1+(30~50℃) |
合金鋼的淬火加熱溫度 | Ac1(或Ac3)+(50~100℃) |
1.5回火加熱時(shí)間
對(duì)于中溫或高溫回火的工件,回火時(shí)間是指均勻透燒所用的時(shí)間 t=aD+b | |
t | 回火保溫時(shí)間(min) |
D | 工件有效尺寸(mm) |
a | 加熱系數(shù)(min/mm) |
b | 附加時(shí)間,一般為10~20min |
鹽浴的加熱系數(shù)為0.5~0.8min/mm; 鉛浴的加熱系數(shù)為0.3~0.5min/mm; 井式回火電爐(RJJ系列回火電爐)加熱系數(shù)為1.0~1.5min/mm 箱式電爐加熱系數(shù)為2~2.5min/mm |
1.6回火加熱溫度
T=200+k(60-x) | |
x | 回火后硬度值(HRC) |
k | 待定系數(shù),對(duì)于45鋼,x>30,k=11 |
大量試驗(yàn)表明,當(dāng)鋼的回火參數(shù)P時(shí),回火所達(dá)到的工藝效果—硬度值或力學(xué)性能相同。因此,按傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)式確定回火參數(shù)僅在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(回火1h)時(shí)方可使用,實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用受到限制。
為了解決上述問題,將有關(guān)因素均定量表達(dá),文獻(xiàn)中導(dǎo)出如下回火公式:
(1) 在200~400℃范圍: HV=640-(T-20)×1.05+(lgt-1.28)×366+(T-200)(lgt-1.28)×0.036 | |
(2) 在400~600℃范圍: HV=17.2×103/T-(lgt-1.28)×29.4-(T-400)(lgt-1.28)×0.023 | |
T | 回火溫度℃ |
t | 回火時(shí)間min |
對(duì)比可以看出影響回火效果的主要因素是T和t能較好,較真實(shí)地反映出實(shí)際工藝參數(shù)的影響,定量地表達(dá)了不同溫度區(qū)間回火硬度的變化特征。
鋼預(yù)冷淬火時(shí)空氣預(yù)冷時(shí)間ty(s) | |
ty=12+(3~4)D | |
D | 淬火工件危險(xiǎn)截面厚度(mm) |
鋼Ms點(diǎn)上分級(jí)冷卻時(shí)間tf(s) | |
tf=30+5D |
鋼終端淬火試驗(yàn)時(shí),距試樣頂端4~40mm范圍內(nèi)各點(diǎn)硬度H4~40(HRC) | |
H4~40=88C1/2-0.0135E2C1/2+19Cr1/2+6.3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si1/2-0.82G-20E1/2+2.11E-2 | |
E | 到頂端距離(mm) |
G | 奧氏體晶粒度 |
鋼的最高淬火硬度,即淬火鋼獲得90%馬氏體時(shí)的硬度Hh(HRC) | |
Hh=30+50C | |
鋼的臨界淬火硬度,即淬火鋼獲得50%馬氏體時(shí)的硬度H1(HRC) | |
H1=24+40C | |
鋼淬火組織為馬氏體時(shí)的硬度HVM | |
HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+21logvM | |
鋼淬火組織為貝氏體時(shí)的硬度HVB | |
HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logv B(89+54C-55Si-22Mn-10Ni-20Cr-33Mo) | |
鋼淬火組織為珠光體-鐵素體的硬度HVPF | |
HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logv PF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V) |
鋼淬火組織為馬氏體時(shí)的回火硬度HVM | |
HVM=-74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn-35Ni-11Cr+352Mo-2345V) | |
PB | 回火參數(shù)(回火溫度×回火時(shí)間),此處加熱時(shí)間為1h |
鋼淬火組織為貝氏體時(shí)的回火硬度HVB | |
HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V) | |
鋼回火后硬度回歸方程 | |
HRC=75.5-0.094T+0.66CM | |
T | 回火溫度(℃) |
CM | 鋼的含碳量或碳當(dāng)量(%) |
CM=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 | |
45鋼回火后硬度回歸方程 | |
HV=640-(T-200)1.05-(logt-1.28)36.6+(T-200)(logt-1.28)0.0036 20≤T≤400 | |
HV=17.2×104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400)(logt-1.28)0.014 400≤T≤600 | |
t | 回火時(shí)間(min) |
T=200+k(60-x) | |
x | 回火后硬度值(HRC) |
k | 待定系數(shù),對(duì)于45鋼,x>30,k=11;x≤30,k=12 |
6.1求屈服比(屈服極限σs/抗拉強(qiáng)度σb)
油液淬火調(diào)質(zhì)σs/σb(%) |
σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Mo≤0.5%,Ni≤5%,V≤0.25% 材料適用直徑在φ150~200mm |
空氣淬火調(diào)質(zhì)鋼σs/σb(%) |
σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mn+3Ni+20V |
6.2求抗拉強(qiáng)度σb(9.8×MPa)
調(diào)質(zhì)鋼 | |
σb=100C-100(C-0.40)/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V 適用C≤0.9%,Si≤1.8%,Mn≤1.1%,Cr≤1.8%,Ni≤5%,V≤2% | |
普通正火及退火鋼 | |
σb =20+100CM | |
熱軋鋼 | |
σb=27+56CM | |
鍛鋼 | |
σb=27+50CM | |
鑄鐵 | |
σb=27+48CM | |
CM | 鋼的碳當(dāng)量 |
CM=[1+0.5(C-0.20)]C+0.15Si+[0.125+0.25(C+0.20)Mn]+[1.25-0.5(C-0.20)]P+0.20Cr+0.10Ni |
產(chǎn)品展示
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