铸锻件调质工艺守则.docx
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铸锻件调质工艺守则
铸锻件调质工艺守则
1 范围
本标准规定了碳素钢及合金钢铸锻件调质处理的技术要求及操作规程。
本标准适用于材料为碳素钢、合金钢，截面小于800mm，硬度HB≤320的一般机器零件（如：
轴、齿轮、圆盘等锻件及形状比较简单的铸件）的调质处理。
2 规范性引用文件
GB231-1984 金属布氏硬度试验方法
GB/T699-1999 优质碳素结构钢
GB/T3077-1999 合金结构钢
GB/T6402-1991 钢锻件超声波检验方法
GB7232-1999 金属热处理工艺术语
GB7233-1987 铸钢件超声波探伤及质量评级
GB8539-1987 齿轮材料及热处理检验的一般规定
GB9452-1988 热处理炉有效加热区测定方法
GB11352-1989 一般工程用铸造碳素钢件
GB/T16923-1997 钢的正火与退火处理
GB/T17394-1998 金属里氏硬度试验方法
JB3877-1985 钢的淬火回火处理
3 名词术语
3.1 淬火
将钢件加热到AC3或AC1点以上某一温度，保持一定时间，然后以适当速度冷却获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。
3.2 回火
钢件淬硬后，再加热到AC1点以下某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。
3.3 调质
钢件淬火后高温回火的复合热处理工艺。
3.4 待调质件
凡要求进行调质处理的钢材、零件坯料等统称待调质件。
3.5 调质件
经过调质处理的钢材或零件坯料。
4 待调质件的有关规定
4.1 待调质件的钢种牌号
适用于调质的部分钢种牌号列于表1。
表1
钢组及标准号 钢 种 牌 号
（1）结构钢
大型碳素结构钢锻件
普通含锰钢
大型合金结构钢锻件
35，45，55，60
硅锰钢
硅锰钼钒钢
铬钢
铬钼钢
铬钼铝钢
铬锰钼钢
铬镍钢
铬镍钼钢
铬锰硅钢
重型机械用弹簧钢
轴承钢 35SiMn,50SiMn
37SiMn2MoV
40Cr,50Cr
35CrMo,42CrMo,50CrMo
38CrMoAl
40CrMnMo
40CrNi,45CrNi
34CrNiMo,40CrNiMo
30CrMnSi,35CrMnSi
65Mn,60Si2Mn,50CrVA
GCr15,GCr15SiMn
（2）工具钢
大型锻件用碳素工具钢
大型锻件用合金工具钢
T7、T8、T10、T12
9CrSi，9Cr2，9Cr2Mo，5CrMnMo，5CrNiMo，60CrMnMo
（3）特殊钢
大型不锈、耐酸耐热钢锻件
1Cr13，2Cr13，3Cr13，4Cr13，
（4）铸钢
一般工程用铸造碳钢件
大型低合金钢铸件
ZG270-500，ZG310-570，ZG340-640
ZG40Mn2，ZG50Mn2，ZG35CrMnSi,ZG35SiMn,ZG34CrNiMo
4.2 调质件的原始资料
a、 一般零件必须提供：
钢号、预先热处理方法等。
b、 重要件（指Ⅳ、Ⅴ类锻件和有特殊要求的零件）除了提供钢号、预先热处理方法以外，还要提供化学成份、熔炼炉号等。
c、 如果有特殊规定，还须提供锻造比、晶粒度、超声波探伤等有关数据。
4.3 待调质件的外观检查
a、调质件的加工余量
加工车间送来的待调质件，必须按“热处理件粗加工余量”标准留有加工余量，按规定加工圆角及倒角。
b、待调质件外观
待调质件表面不得有裂纹、砂眼、气孔、烧损、重皮、碰伤等缺陷。
铸锻件表面缺陷允许铲磨去除，但铲除后不得有尖角，并必须保证有足够的加工余量。
加工件表面不允许有较深的刀痕、尖角（有特殊要求的成品除外）。
c、带足试棒
待调质件如果是Ⅳ、Ⅴ类锻件或者有性能要求的调质件，必须按规定带足试棒，含复检用试棒，并且在零件和试棒上打上熔炼炉号、零件图号等。
试棒的外在和内在质量必须能代表工件。
d、来件外观检查
接收工件的人员要认真按以上要求检查外观质量，如不符合要求不得接收，不得转入下道工序。
5 调质处理工艺
5.1调质处理工艺曲线 调质处理工艺曲线见图1所示。
组
别 钢号 截面
（mm） 装炉
温度 ℃保
持（时） 升温速度
（℃/时） 保温
（时） 升温速度
（℃/时） 均温
（时） 保温 冷却 装炉
温度 ℃/保
持（时） 升温
（℃/时） 均温
（时） 保
温
冷却 出炉
温度
（℃）
Ⅰ 35,45
40Cr
35CrMo
35SiMn
42SiMn
ZG270-500
ZG310-570 ≤200 小
于
淬
火
温
度 ~ ~ ~ ~ 40min/100mm 小
于
回
火
温
度 ~ ~ 90min/100mm 空冷
201~400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
401~600 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
601~800 ≤650
1
≤100 1 ~ ~
≤450
1
≤80 ~ 炉冷 ≤450
Ⅱ 50 60
30（5）CrMnSi
35CrMoV
35GrMnMo
34GrNi3Mo
40GrNi（Mo）
42CrMo
50Cr,40GrNi2Mo
*ZG35CrMo
*ZG35CrMnSi
*ZG35SiMn
*ZG40Mn2
*ZG50Mn2
*ZG340-640
*ZG50SiMn ≤200 小
于
淬
火
温
度 ~ ~ ~ ~ 45min/100mm 小
于
回
火
温
度 ~ ~ 120min/100mm 空冷
201~400 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ″
401~600
≤650
1
≤100 1~2 ~ ~
≤450
1
≤80 ~ 炉
或空 ≤450
601~800
≤650
2
≤80 2~3 ~ ~
≤450
1
≤70 ~ 炉冷 ≤400
Ⅲ 37SiMn2MoV
38CrMoAl
60CrMnMo
60CrMoV
50CrVA
2Cr13
3Cr13 ≤200 小于淬火温度 ~ ~ ~ ~ 60min/100mm 回火
温度 ~ ~ 120min/100mm 空冷
201~400 ≤650 ≤100 1~2 ~ ~
≤450
1
≤80 ~ 炉或空 ≤450
401~600
≤650
1~2
≤80 2~3 ~ ~
≤450
2
≤70 ~ 炉冷 ≤400
601~800
≤650
2~3
≤70 3~4 ~ ~
≤450
3
≤60 ~ 炉冷 ≤350
Ⅳ 5CrMnMo
5CrNiMo
9Cr、9Cr2
9CrSi
GCr15
GCr15SiMn
CrWMn ≤200 ≤650
1
≤80 1 ~ ~ 70min/100mm
≤450
1
≤70 ~ 120min/100mm 炉或空 ≤400
201~400
≤650
1
≤70 2 ~ ~
≤450
2
≤60 ~ 炉冷 ≤400
401~600
≤650
2
≤60 2~3 ~ ~
≤450
2~3
≤50 ~ ″ ≤350
601~800
≤650
3
≤50 2~3 ~ ~
≤450
2~3
≤40 ~ ″ ≤300
注：
铸件在淬火温度下的保温时间：
碳素钢铸件按45min/100mm、合金钢铸件按60min/100mm计算。
图1（含表） 调质处理工艺曲线
5.2关于调质工艺曲线的几点说明
a、根据含碳量和含合金量将常用钢号分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四组，以便于计算淬火保温时间和回火保温时间。
b、装炉温度/保持时间栏内，保持时间是指在装炉温度下等温一段时间，使内外温差减小或一致。
装炉温度小于或等于某一温度系指炉内温度接近该温度（相差小于50℃）。
c、当铸钢件有效截面大于150mm时，淬火装炉温度必须低于650℃，在650℃~700℃必须保温1~2小时。
回火时，当有效截面大于150mm，则装炉温度必须低于450℃。
d、 低于淬火（回火）温度是指只要比淬火（回火）温度低即可。
5.3 调质工艺参数的确定
5.3.1零件有效截面的确定
零件有效截面（常称有效厚度）是指在选择和确定加热和冷却过程中各工艺参数时，具有代表整个零件性质的截面。
常用零件有效截面的确定原则如表2所示。
表2
5.3.2 淬火温度的确定
淬火温度根据钢的牌号进行选择，常用钢的淬火温度如表3所示，其中铸钢件淬火温度选上限。
5.3.3 冷却剂的选择
5.3.3.1 水冷却
a、形状简单、截面δ＜300mm的碳素钢及部分中碳低合金钢锻件；
b、形状简单、截面δ＜100mm的碳素钢铸件。
5.3.3.2 水淬油冷
a、 形状简单、截面δ＜500mm的中碳低合金钢锻件；
b、 形状复杂、截面δ＞300mm的碳素钢锻件；
c、 形状复杂、截面δ＜100mm的碳素钢铸件
表3
钢 号 淬火温度（+10）
℃ 钢 号 淬火温度（+10）
℃
35、ZG270-500 860 5CrMn、5CrNiMo、5CrNiW 850
45、ZG310-570 840 40Mn2、ZG40Mn2 840
55、60、ZG340-640 820 50Mn2、ZG50Mn2 820
40Cr、ZG40Cr 850 9CrSi 860
55Cr 830 9Cr、9Cr2 870
35CrMo、ZG35CrMo 860 60CrMo 850
42CrMo 850 60CrMoV 860
35SiMn、ZG35SiMn 880 60SiMnMo 820
30CrMnSi、ZG30CrMnSi 880 6CrW2Si 860
35CrMnSi、ZG35CrMnSi 880 GCr15、GCr15SiMn 830
42MnMoV 860 2Cr13、3Cr13、4Cr13 1000~1050
37SiMn2MoV 870 40MnMo 860
38CrMoAlA 940 55Si2MnV 860
40Cr2MoV 890 *42SiMn ZG42SiMn 850
*35CrMoV 880 *40GrNi,40GrNiMo 850
*35GrMnMo 870 *40GrNi2Mo 870
*34GrNi3Mo 860 *ZG50SiMn 840
注：
表3中加“*”符号者，其材质来自原大起公司标准，其余来自原大重公司标准。
5.3.3.3 油冷
a、 形状复杂、截面δ＜500mm的中碳低合金钢锻件；
b、 形状复杂、截面δ＞100mm的碳素钢铸件；
c、 中碳低合金钢铸件；
d、 中合金钢、高合金钢铸件。
5.3.3.4 温度
淬火冷却介质的使用温度分别为：
淬火油为（40~80）℃，PVA（聚乙烯醇）水溶液为（25~45）℃，PAG（聚烷撑二醇）水溶液为（25~70）℃，食盐水溶液为（10~60）℃，自来水为（15~40）℃。
5.3.4 冷却时间的确定
5.3.4.1 计算法确定冷却时间
a、 油冷时间：
t=（9~12）S/mm×δmm；
b、 水冷时间：
t=（1.5~2.0）S/mm×δmm；
c、 水淬油冷时间：
水：
t=（0.8~1.0）S/mm×δmm；
油：
t=（7~9）S/mm×δmm；
式中：
t—需要的冷却时间 δ—有效截面尺寸。
5.3.4.2 图示法确定冷却时间
淬火时水冷、油冷、水淬油冷的冷却时间，也可根据有效截面尺寸由图2 a、b、c分别确定。
有效截面尺寸（mm） 有效截面尺寸（mm）
a、不同截面水冷时间 b、不同截面油冷时间
有效截面尺寸（mm）
c、不同截面水淬油冷时间
图2 不同截面不同冷却剂的冷却时间曲线
注：
①一般情况下，可按中间的虚线考虑冷却时间
②形状复杂截面差悬殊、细长比较大的易变形零件按下限考虑冷却时间。
③水淬油冷的总时间，必须少于同截面的油冷时间。
5.3.5 终冷温度
各种钢不同截面的终冷温度按表4选取。
表4
钢号 截面（mm）
＜250 250～450 ＞450
表面终冷温度（℃）
35、45、ZG270-500、ZG310-570、40Cr、
35SiMn、35CrMo、45SiMn、40CrMo
30CrMnSi、35CrMnSi 100～150 150～200 200～250
55、60、50Cr、50Mn2、42MnMoV、
ZG35CrMo、ZG35SiMn、ZG45SiMn
ZG30CrMnSi、ZG35CrMnSi、ZG40Cr
ZG50Mn2、40CrMnMo、40Cr2MoV
37SiMn2MoV、（35SiMn2MoV）
55Si2MnV,38CrMoAlA
1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、 150～200 200～250 200～250
5CrMnMo、5CrNiMo、5CrNiW
9Cr、9Cr2、3Cr2W8V、9CrSi
60CrMnMo、60SiMnMo、60CrMoV
60CrMo、6CrW2Si、GCr15、GCr15SiMn 200～250 200～250 200～250
注：
①测定表面终冷温度是在零件出淬火介质2~3分钟后测定。
②表中规定的终冷温度系指最大截面处之温度。
5.3.6 回火温度
淬火后的
升级会员 