结构钢热处理工艺守则.docx
结构钢热处理工艺守则XXX有限公司企业标准Q/XXX0042006代替Q/XXX35120041范围本标准规定了常用结构钢常规热处理的材料规格、设备与工具、准备工作、工艺规范、设备要求、操作方法与注意事项、常见缺陷及补救措施、安全注意事项等。本标准适用于45、40Cr、40CrMn、65Mn、GCr15>20CrMnTi等结构钢的各种常规热处理（包括正火、退火、淬火、回火处理）操作。不包括化学热处理、感应加热及火焰加热热处理等热处理方法。2材料规格1.1 化学成分常用结构钢的化学成分见表U表1常用结构钢的化学成分牌号化学成分（）CSiMnCrTiSP450.42-0.500.17-0.370.50*0.800.250.0350.03540Cr0.37-0.440.50-0.800.80-0.1140CrMn0.37-0.450.90-1.200.90-1.2065Mn0.62-0.700.90-1.200.25GCr150.95-1.050.150350.25-0.451.40-1.650.0250.02520CrMnTi0.17-0.230.17-0.370.80-1.101.-1300.04).100.0350.0352. 2钢的临界点常用结构钢的临界点见表2。表2常用结构钢的临界点单位：牌号AciAc3AnAnAcCmMs4572478068275140Cr74380069373035565Mn726765689741270GCr1574570090024020CrMnTi7408256807303设备与工具3.1加热设备3.1.1 45kW台车式中温箱式炉，附温度自动控制记录仪表。3.1.2 20kW高温箱式炉，附温度自动控制记录仪表。3.1.3 12kW高温箱式炉，附温度自动控制仪表。3.1.4 10kW高温箱式炉，附温度自动控制仪表。2006-08-28实施2006-08-08发布3.1.5 75kW埋入式电极盐浴炉，附温度自动控制记录仪表。3.1.6 24kW井式回火炉，附温度自动控制记录仪表。3.1.7 外热式硝盐炉，附温度自动控制仪表。3.2冷却设备3. 2.1淬火水槽，2500rmX1500mX1500mo3. 2.2淬火油槽，10OOrrniX10OOrrmX10OOmmo3. 2.3外热式硝盐炉，附温度自动控制仪表。3. 3清理设备3. 3.1碱水槽，1000mm×700mm×1000mmo3. 3.2热水槽，1400mm×10OOrnm×1000mmo3. 3.3清水槽，10OOmrn×700mm×10OOrnmo3. 3.4卧式离心研磨机。3. 4辅助设备行车等。3.5工具各种钳子、钩子、铁箱、吊具、淬火夹具等。4准备工作4.1 设备的准备工作4.1.1 检查所用设备、仪表是否正常。4.1.2 启动设备前应检查炉内有无零件，并将炉膛内的各种杂物清理干净。4.1.3 使用盐浴炉前应进行脱氧处理。4. 2工夹具的准备工作4. 2.1按工艺规定选择合适的工夹具，并检查其是否完好。4.2.2用于盐浴炉操作的工夹具在使用前应清除锈迹并进行烘干处理，以免引起盐液爆炸。4.3零件的准备工作4.3.1待处理零件钢材的化学成分应符合有关的国家标准规定,外观不允许有裂纹和影响热处理质量的锈蚀、氧化皮及碰伤。4.3.2确认零件的热处理技术要求，核对零件的形状、尺寸、加工状态是否与图纸及工艺文件相符合。4.3.3检查零件的加工余量，其数值应大于允许的变形量。4.3.4对表面不允许氧化、脱碳的零件，在空气炉中加热时应采取有效的保护措施。4.3.5对零件易开裂的部位，应采取适当的防护措施，如包扎铁皮、用耐火泥、石棉绳等将零件的孔、槽堵塞等。4. 3.6对于采用盐炉炉淬火的返修件，在正火前应将表面清理干净，以防止零件腐蚀。5工艺规范5.1正火及退火工艺规范5.1.1 加热温度5.1.2 正火加热温度常用结构钢的正火温度见表3。表3常用结构钢的正火温度牌号正火温度（C）硬度(HBS)4584086021740Cr850870W2494()CrMn850870Q/XXX0042006（续表3）睥号正火温度（C）硬度(HBS)65Mn820860269GCr15900-95027039020CrMnTi9209505.1.3 退火加热温度常用结构钢的退火温度见表4o表4常用结构钢的退火温度牌号完全退火（eC）球化退火（C）硬度(HBS)力口热等温45820840W17840Cr8308502074()CrMn82084065Mn780840229GCrI57908107107202072295. 1.2保温时间保温时间取决于钢材的化学成分、零件有效厚度、炉温、装炉方式及装炉量等。电炉加热时的保温时间=零件有效厚度（mm）X保温时间系数（min/mm）。结构钢正火及退火时的保温时间系数见表5。表5结构钢正火及退火时的保温时间系数单位：min/mm钢种保温网f间系数正火退火碳素结构钢1.01.51.51.8合金结构钢1.21.81.82.05.1.3零件有效厚度计算方法5. 1.3.1圆棒形零件以直径为有效厚度。5. 1.3.2扁平零件以其截面厚度为有效厚度。5. 1.3.4阶梯轴或截面大小突变的零件，以较大直径或较厚截面为有效厚度，但加热系数应选用下限；如截面尺寸相差太大，可以直径或截面的平均值为有效厚度。5.1.3.5对于套类零件，当高度不大于15倍壁厚时，以高度为有效厚度；高度大于1.5倍壁厚时，以壁厚的15倍为有效厚度；外径与内径的比值大于7,而内径小于50mm时，以外径为有效厚度。5.1.3.6当零件尺寸较复杂时，以零件主要部位为有效厚度。5.1.4冷却速度5.1,4.1正火时零件出炉后应放在地上散开冷却，不允许堆放或置于潮湿的地上冷却。大件或要求硬度高的零件可放在流动的空气中强制空冷。5.1.4.2碳素结构钢退火应以不大于100°Ch200°Ch的冷却速度冷至500550后出炉空冷。5. 1.4.3合金结构钢退火应以不大于20°Ch100°Ch的冷却速度冷至500550后出炉空冷。5.2 淬火工艺规范5.3 .1淬火加热温度淬火加热温度主要根据钢材的化学成分、临界点及零件的形状尺寸来确定。常用结构钢的淬火温度见表6。Q/XXX0042006表6常用结构钢的淬火温度睥号淬火温度（C）冷却介质盐浴炉空气炉45780850820850盐水、盐水-油或油40Cr820850840860油40CrMn820840840860油65Mn800820810-830油GCr15810-830830850油20CrMnTi860880880900盐水或油5.2.2淬火加热速度形状复杂或截面大的零件应进行预热处理，或采用低温入炉随炉升温的加热方式。中小尺寸的零件可高温入炉加热。5.2.3淬火保温时间淬火保温时间根据零件的材料、有效厚度、装炉量、加热介质等确定。一般情况下，可按下列公式计算：T=K-D（T保温时间，min；a保温时间系数，min/mm；K一装炉方式修正系数；D零件有效厚度，mm）保温时间系数（a）可根据表7选用。表7淬火保温时间系数表钢种零件有效厚度（min）加热介质及加热温度800,C900C空气炉中加热750,C85（C盐浴炉中加热或预热保温时间系数（min/mm）碳素结构钢50>501.01.21.21.50.30.40.40.5合金结构钢50>501.2-1.51.5-1.80.450.50.50.55装炉方式修正系数（K）通常取1.01.5,装炉时如果零件间距很小时可取2.02.2。零件有效厚度（D）的计算方法详见5.13中规定。5.2.4零件有效厚度计算方法淬火零件有效厚度计算方法与正火及退火相同（见5.1.3）5.2.5淬火冷却方式与冷却介质5.2.5.1形状简单、尺寸较小的碳素结构钢零件一般采用单液淬火，选用5%10%NaCI水溶液或硝盐作冷却介质，NaCI水溶液的使用温度应控制在20°C4（C范围内；形状复杂、截面较大的碳素结构钢零件为减少淬火变形和开裂倾向一般采用油冷淬火或双液淬火（水淬油冷），油冷淬火时油温应控制在20°C8（C范围内，双液淬火时零件在水中的冷却时间按1s（3mm-5mm）计算，且从水到油的间隔时间应不大于1s2so5.1.5.2合金结构钢零件一般采用油冷淬火，且淬火时油温应控制在2（C80°C范围内。5.3回火工艺规范5.3.1回火温度回火温度主要根据零件材料、技术要求、机械性能要求以及淬火后的硬度来确定。常用结构钢回火温度与硬度的关系见表8。Q/XXX0042006表8常用结构钢回火温度与硬度的关系钢号回火后硬度（HRC）与回火温度（C）冷却方法25-3030-4035-4040-4545-5050-5555-60>6045550500450380320240V200空冷40Cr650580480450390200<160油、水40CrMn520450410油65Mn600540500440380300230<170水GCr1560057()520480420360280<180空冷2()CrMnTi600500400200160空冷5. 注：对于具有回火脆性的结构钢（40Cr.40CrMn、65Mn）在中温或高温回火后应用清水或油冷却。6. 2.2回火时间回火时间般根据零件的有效厚度及装炉量来确定，并从装炉后炉温升至回火温度时开始计算。常用结构钢零件的回火保温时间可根据表9选择。表9常用结构钢零件的回火保温时间有效厚度（mm）2021-4041-6061-8081100101-120(min)空气炉40*6060-9090-120120-150150-180180-210浴炉15-2525-3535-5050-65
