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铸钢件热处理的三个阶段

铸钢件的热处理包括加热、保温、冷却三个阶段。工艺参数的确定应以---产品和节约成本为目的。

1) 加热

加热是热处理过程中耗能的过程。加热过程的主要技术参数是选择合适的加热方式、加热速度和加料方式。

(1) 加热方式。铸钢件的加热方式主要有辐射加热、盐浴加热和感应加热。加热方式的选择原则是快速均匀、易于控制、、成本低。铸造厂在加热时一般考虑铸件的结构尺寸、化学成分、热处理工艺和要求。

(2) 加热速度。对于一般铸钢件，可以不---加热速度，用炉子的功率加热。采用热炉装料可---缩短加热时间和生产周期。事实上，在快速加热的情况下，铸件表面与型芯之间没有明显的温度滞后现象。加热缓慢会导致生产效率降低，能耗增加，铸件表面氧化脱碳---。但对于一些形状结构复杂、壁厚较大、加热过程中热应力较大的铸件，应控制加热速度。一般可采用低温缓慢加热600℃以下或保持中低温，然后在高温地区采用快速加热。

2) 保温

铸钢件奥氏体化的保温温度应根据铸钢的化学成分和要求的性能来选择。保温温度一般略高于相同成分的锻钢件约20℃。对于共析钢铸件，应---碳化物能迅速结合到奥氏体中，并---奥氏体能保持细小晶粒。

铸钢件的保温时间应考虑两个因素：一是使铸件表面和型芯的温度均匀，二是---组织的均匀性。因此，保温时间主要取决于铸件的导热系数、断面壁厚和合金元素。一般来说，合金钢铸件比碳钢铸件需要更长的保温时间。铸件壁厚通常是计算保压时间的主要依据。回火处理和时效处理的保温时间，应考虑热处理目的、保温温度和元素扩散速度等因素。

3) 冷却

钢铸件保温后可采用不同速度冷却，以完成金相转变，获得所需的金相组织，达到规定的性能指标。一般来说，提高冷却速度有助于获得---的组织和细化晶粒，从而提高铸件的力学性能。但如果冷却速度过快，则容易在铸件中产生较大的应力。这可能导致结构复杂的铸件变形或开裂。

铸钢件的表面热处理

表面热处理是指仅对铸钢件表面层进行热处理的工艺。表面热处理也可以获得所需要的金相组织和机械性能。

常用的表面热处理方式有：感应加热淬火、火焰加热淬火、激光热处理、接触电阻加热淬火、电解液淬火、脉冲加热热处理等。通过表面热处理，铸件及其他金属件可以获得满足性能要求的表层。

表面加热淬火得到表面硬化层后，铸件的芯部仍然可以保持原来的显微组织和性能不变，从而达到提高疲劳强度、提高耐磨性并保持韧性的优良的综合性能。同时，表面热处理可以减小能源消耗，同时减小淬火变形。

感应加热淬火是利用感应电流通过工件所产生的的热效应，使铸件表面、局部或者整体加热，然后进行快速冷却的热处理工艺。感应加热主要依据的基本原理是：电磁感应、集肤效应和热传导。

感应加热淬火的加热速度非常快。它的特点是：

1感应加热淬火具有超塑性现象。工件的表面硬度比普通淬火的硬度高2-3 hrc。感应加热淬火后的铸件的马氏体比较小、碳化物弥散分布。

2感应加热淬火后的铸件的耐磨性比普通淬火要高。

3由于工件表面是细小隐晶马氏体，并且存在压应力，所以，工件的疲劳强度---提高

4工件稳定、变形小。

5加热速度快、热

6生产率高、容易实现机械化生产

铸钢件的渗碳

铸钢件的化学热处理是指将铸件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或者几种化学元素渗入表层。化学热处理可以改变铸件表层的化学成分、金相组织和机械性能。常用的化学热处理工艺包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼以及渗金属等。在对铸件进行化学热处理的时候，应该综合考虑铸件的形状、尺寸、表面状态，以及表面热处理的情况。

渗碳是指将铸件在渗碳介质中加热、保温，然后使碳原子渗入到表层。渗碳的主要目的是为了提高铸件表面的含碳量，同时在铸件中形成一定的碳含量梯度。渗碳钢的含碳量一般为0.1% - 0.25%，以---铸件芯部有足够的韧性和强度。

渗碳层的表面硬度一般为56hrc - 63hrc. 渗碳层的金相组织为细针马氏体 + 少量的残留奥氏体以及均匀分布的粒状碳化物。不允许网状碳化物的存在，并且，残留奥氏体体积分数一般不超过15% - 20%。

渗碳以后的铸件的芯部硬度一般为30hrc - 45hrc. 芯部金相组织应为低碳马氏体或下贝氏体。不允许有块状或者沿晶界析出的铁素体。

在实际生产中，常见的渗碳方法有三种：固体渗碳、液体渗碳和气体渗碳。

耐磨高锰钢铸件的固溶热处理

耐磨高锰钢铸件的固溶热处理 水韧处理

在耐磨高锰钢的铸态组织中有大量析出的碳化物，这些碳化物会降低铸件的韧性，使其在使用过程中容易断裂。高锰钢铸件的固溶热处理的主要目的是消除铸态组织中晶内和晶界上的碳化物，得到单相奥氏体组织。这样可以提高高锰钢的强度和韧性，从而使高锰钢铸件适用于更广泛的领域。

耐磨高锰钢铸件的固溶热处理大致可以分为几个步骤：将铸件加热至1040℃以上，并保温适当的时间，使其中的碳化物完全溶于单相奥氏体中；然后快速冷却，得到奥氏体固溶体组织。这种固溶处理又称为水韧处理。