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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。

铸钢件的固溶和沉淀硬化处理

固溶处理

固溶处理的主要目的是使碳化物或者其他析出相溶解于固溶体中，获得过饱和的单相组织。奥氏体不锈钢钢、奥氏体锰钢以及沉淀硬化不锈钢的铸件一般都应该经过固溶处理。固溶温度的选择取决于铸钢的化学成分和相图。奥氏体锰钢铸件的温度一般为1000℃-1100℃；奥氏体铬镍不锈钢铸件的温度一般为1000℃-1250℃。

铸钢中含碳量越高，难溶合金元素越多，则其固溶温度应该越高。含铜的沉淀硬化铸钢件，由于铸态有硬质富铜相在冷却过程中沉淀，致使铸钢件硬度升高。为了软化组织、---加工性能，铸钢件需经固溶处理。其固溶温度为900℃-950℃。

沉淀硬化处理

沉淀硬化处理是在回火温度范围内进行的弥散强化处理，也称为人工时效。沉淀硬化处理的实质是，在较高的温度下，自过饱和固溶体中析出碳化物、氮化物、金属间化合物以及其他不稳定的中间相，并弥散分布于基体中，因而使铸钢的综合力学性能和硬度提高。

时效处理的温度直接影响铸钢件的终性能。如果时效温度过低，沉淀硬化相析出缓慢；如果时效温度过高，则因为析出相的---长大引起过时效，而得不到佳的性能。所以，铸造厂应该根据铸钢件的铸钢牌号和规定的性能选用合适的时效温度。奥氏体耐热铸钢的时效温度一般为550℃-850℃；高强度沉淀硬化铸钢的时效温度一般为500℃。

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

马氏体耐热铸钢的热处理

马氏体耐热铸钢的热处理

马氏体耐热铸钢的含铬量一般为7～13%, 在650℃以下有较高的高温强度、性和耐水汽腐蚀的能力，但是它的焊接性较差。含铬12%左右的1cr13、2cr13, 以及在此基础上发展出来的钢号如1cr11mov，1cr12wmov，2cr12wmonbvb等合金通常用来制作汽轮机叶片、---、轴、紧固件等。此外, 作为制造内燃机排气阀用的4cr9si2, 4cr10si2mo等也属于马氏体耐热钢。

马氏体耐热铸钢件的常用热处理工艺是正火 + 回火。