中低合金耐磨钢热处理

中、低合金耐磨钢的热处理

(1)中、低合金铸钢件大多用于汽车、拖拉机等机械工业要求有良好强度和韧性的重要部件。一般来说，对于抗拉强度要求小于650MPa者，施以正火+回火处理；而对于抗拉强度要求大于650MPa者，则采用淬火+回火处理，热处理后组织为回火索氏体。这比正火或退火所得珠光体及铁素体组织具有更高的强度和良好的韧性。这种热处理通常称之为调质处理。但当铸件形状及尺寸不宜淬火时，则宜采用正火+回火取代调质处理，而所得力学性能也较之淬火钢略低。

(2)中、低合金铸钢件在调质处理前最好进行一次正火或正火+回火预处理，以细化晶粒，均匀组织，增加最终调质处理的效果，也有利于减少铸态组织对调质后铸钢性能的影响，以及避免铸件内部铸造应力而导致铸件淬火时变形或开裂的可能性。对于碳的质量分数在0.2%以下的低碳低合金铸钢件调质前可采用正火预处理。

(3)中、低合金铸钢件的淬火处理要求尽可能得到马氏体组织。为此，应根据铸钢的牌号、淬透性和铸件壁厚形状等来选择淬火温度和冷却介质。

(4)中、低合金钢铸件淬火后应立即回火，调整铸钢的淬火组织，以达到所需的综合力学性能要求，同时消除淬火应力，防止淬火铸件变形或开裂。

(5)韧化处理是一种在不降低钢的强度条件F，改善其塑性、韧性的处理工艺。它适用于中碳低合金高强度钢铸件。

1)高温淬火工艺：中碳低合金钢以正常温度淬火后，其组织以片状马氏体为主。提高淬火温度，则淬火后组织中以板条状马氏体为主。其特点是强度高、韧性好，且消除了钢中有害杂质在晶界上的吸附，有利于钢的韧性改善．

2)亚临界(两相)区淬火工艺：低碳低合金铸钢一般采用完全淬火。其淬火组织中常因有沿晶析出的共析铁素体，降低了钢的韧性。而两相区淬火即为在温度Ac1～Acm之间淬火。其淬火组织为马氏体和均匀分布的细小铁素体的复相组织，减少了一般淬火铸钢回火脆性的危险，显著地提高了铸钢的韧性，降低了铸钢的低温脆变温度。低碳钢在双相区淬火并具有铁素体+马氏体组织的称为双相钢。值得注意的是：随着钢中含碳量的增多，双相钢的强度增大，伸长率下降。而与一般双相钢相比较，双相区二次淬火后，钢的强度和塑性同时得到了提高，其中尤其是塑性的提高更为显著。

3)细化或超细化处理：对于高碳低合金过共析铸钢，细化其碳化物，并改善其分布特性，是提高该钢种韧性的有效方法。此工艺特点是采用高温来固溶钢中的过剩碳化物，而后油冷淬火，得到马氏体+残余奥氏体组织，而后在350～450℃回火。得到贝氏体及回火马氏体，并同时得到极细的颗粒状碳化物。以此预处理作为钢最终热处理前的准备，以获得较细颗粒碳化物组织，提高铸钢的性能。

热处理工艺是完成耐磨属性的重要步骤[6]:

(1)正火:以80～100℃/h的速度升温,升至860～880℃保温4h后空冷。目的为减少铸造应力,细化组织,为淬火做组织准备。

(2)淬火:在920℃保温2h后,衬板汕淬,锤头局部用模数为2.5～2.6的水玻璃加盆水溶液淬火,以获得马氏体为主要目的。

(3)回火:在340℃保温2h,炉冷。目的在保证硬度的同时,获得所要求的冲击韧度。该热处理工艺中的保温时间适用于试棒,衬板和锤头的保温时间视衬板和锤头的厚度适当延长。

作为低、中合金耐磨钢应通过合金控制和热处理获得以下各类组织状态:

1)板条马氏体加板条间残余奥氏体的组织(M板+Ar)可由一般淬火、低温回火获得;

2)下贝氏体或BF/M,,BF/A复合组织,可通过等温处理或连续冷却获得;

3)Mt+Ar+K组织,是高碳低、中合金钢的基木组织,在此类组织中,有些可通过优化工艺获得基体为低碳板条马氏体加残余奥氏体,并分布有细小弥散碳化物的组织。中、低合金铸钢含有少量硅、锰、铬、钼、镍、铜和钒等合金元素(合金元素总的质量分数小于8%)，具有较好的淬透性，经适当的热处理后可获得良好的综合力学性能。