热处理执行标准.docx

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热处理执行标准

九江消防装备有限公司

结构钢热处理执行标准

1•目的：

规范本公司热处理车间结构钢的热处理作业流程，对结构钢的热处理过程、产品质量、成本等进行合理的控制。

2•适用范围：

适用于本公司钢结构产品热处理的首件鉴定、产品过程的质量控制。

3•职责与权限：

3.1车间主任：

车间相关记录的审核确认，异常事件的协调处理。

3.2班组长：

协助车间主任管理好本班组人员，保质保量完成生产任务。

3.3作业员：

产品首件的检验、记录，完成下达的生产任务。

3.4设备管理员：

对管辖的设备进行维护、维修，对操作设备的作业员进行设备维护要点培训。

4.编制依据：

JB/T10175-2000《热处理质量控制要求》

JB/T3999-1999《钢件的渗碳与渗氮共渗淬火回火》

JB/T3999-1999《热处理常用淬火介质技术要求》

JB/T6049-1992《热处理炉有效加热区的测定》

JB/T6050-1992《钢铁热处理零件硬度检测通则》

GB/T16924-1997《钢的淬火与回火处理》

GB/T15735-1995《金属热处理生产过程安全卫生要求》

5.热处理方式

按加热和冷却条件不同，结构钢件的主要热处理方式有：

退火、正火、均

匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。

6.热处理操作要求

6.1.退火

退火是将结构钢件加热到Acs以上20〜30C,保温一定时间，冷却的热处

理工艺。

退火的目的是为消除钢件组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织

和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。

碳钢退火后的组织：

亚共析结构钢

钢为铁素体和珠光体，共析钢为珠光体，过共析钢为珠光体和碳化物。

适

用于所有牌号的钢件。

图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。

表I—1为结构钢常用退火工艺类型及其应用。

表1-2结构钢退火工艺及

约匀化退火

1000

900

完全退火

不主全退火

700高韻冈火一

600

TH

球化退火

图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图

类别

主要内容

规格

应用范围

完全退火

细化组织，软化结构钢组织，消除钢件内应力

加热到AC3以上

30~50C，保温后,炉冷（对高合金或厚大钢件冷速度控制小于50r/h）,炉冷至小于500r后空冷

一般工程用结构钢

不完全退火

降低硬度，改善切削性能，消除应力，但组织细化程度略低于完全退火

加热到AC1以上

30~50E，保温后,炉冷（对高合金或厚大钢件冷速度控制小于50r/h），炉冷至小于500r后空冷

由于加热温度低、工艺过程短，提高了热处理炉的利用率，故使用较广对于工具钢或其他特殊条件的过共晶钢件，可作为淬火前的预处理

球化退火

使碳化物球化，降低硬度，改善切削性能

加热到AC1以上

20~40r，保温后，

冷却到略低于

共析钢或过共析钢件，可作为淬火前的预处理

退火后的硬度

Ac1，可再次重复上述过程数次后再缓冷

均匀化退火（工艺代号：

5111d）

消除晶内偏析和枝晶偏析，使结构钢成分和组织均匀化

加热到AC3以上

120~200C，保温足够长时间后，空冷

合金结构钢只有在必要时使用，因所需时间长、热消耗大、成本咼，且长时间处于高温下，钢件表面氧化脱碳严重

低温退火（消除应力退火）（工艺代号：

5me

消除内应力，便之达到稳定状态

加热到AC1以下

100~200C，保温后空冷或炉冷至

200~300C后出炉

一般结构钢件常用

表1-2结构钢钢件退火工艺及退火后的硬度

6.2.正火

正火是将钢件目口热到Ac。

温度以上30〜50°C保温，使之完全奥氏体化，

然后在静止空气中冷却的热处理工艺。

图1—2为碳钢的正火温度范围示意

图。

表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。

正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。

正火与退火工艺的区别有两个：

其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。

经正火的钢强度稍高于退火钢，其珠光体组织较细。

一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢多采用正火处理。

HOO

图1—2为碳钢的正火温度范围示意图

正火可消除共析结构钢和过共析结构钢中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少结构钢在淬火时产生的缺陷。

表1-4常用结构钢正火或正火+回火工艺

钢牌号

退火或正火

淬火

加热温度/C

冷却

加热温度厂C

冷却

20

890±10

800〜820（渗碳

件）

水、碱液、油（小件）

35

870±10

830〜860

水

45

850±10

空泠

810〜840

水、碱、油（小件）

20Cr

900~940

800〜820（渗碳

件）

油、水（大件）

40Cr

850〜870

840〜860

油、水T油（大件）

65Mn

800〜820

随炉缓冷

790〜820

油

T7、T8A

750〜770

650±10C

780〜800

水油、碱液、油（小件）

T10A、T12A

等温2〜3h

再随炉冷

760〜790

9Mn2V

790〜810

油、硝盐浴分级淬火

CrWMn

770〜790

820〜840

同上

9SiCr

780〜810

700±10C等温

3〜4h再随炉冷

840〜870

油冷

GCr15

840〜860

低温硝盐浴分级淬火

5CrMnMo

780〜800

随炉缓冷

840〜860

Cr12

850〜870

720〜750C

960〜1000

1000〜1040

Cr12MoV

等温6〜8h

960〜1000

1080〜1130

油、硝盐浴分级淬火

3Cr2W8V

830〜850

随炉缓冷

1050〜1100

W18Cr4V

1260〜1300

油冷

盐浴分级淬火

W6Mo5Cr4V2

850〜870

730〜750C

等温6〜8h

1210〜1240

W6Mo5Cr4V3

1200〜1230

6.3.淬火

淬火是将钢件加热到奥氏体化后（Ac。

或Ac•以上），保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。

常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。

结构钢淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能。

图1—3为淬火回火工艺示意图。

表1-5钢件淬火、回火工艺及硬度。

表1-6常用低合金钢调质工艺及硬度。

图1—3为淬火回火工艺示意图

结构钢淬火工艺的主要参数：

（1）淬火温度：

淬火温度取决于钢的化学成分和相应的临界温度点。

图1—3为结

构钢件淬火工艺温度范围示意图。

原则上，亚共析结构钢淬火温度为Ac。

以上

20〜30°C,常称之为完全淬火。

共析及过共析钢在Ac。

以上30〜50°C淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。

这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金结构钢件韧化处理。

（2）淬火介质：

淬火的目的是得到完全的马氏体组织。

为此，钢件淬火时的冷却

速率必须大于临界冷却速率。

否则不能获得马氏体组织及其相应的性能。

但冷却速率过高易于导致变形或开裂。

为了同时满足上述要求，应根据结构钢的材质选用适当的淬火介质，或采用其他冷却方法（如分级冷却等）。

在650〜400°C区间钢的过冷奥氏体等温转变速率最快，因此淬火时应保证在此温度内快冷。

在Ms点以下希望冷却缓慢一些，以防止淬火变形或开裂。

淬火介质通常采用火、水溶液、油和空气。

在分级淬火或等温淬火时，采用热油、熔融金属、熔盐或熔碱等。

6.4.回火

回火是将淬火或正火后的钢件加热到Ac，以下的某一选定温度，保温一定时间后，以适宜的速率冷却，使淬火或正火后得到的不稳定组织转变为稳定组织，消

除淬火（或正火）应力以及提高钢的塑性和韧性的一种热处理工艺。

通常淬火加高

温回火处理的工艺称之为调质处理。

淬火后的钢件必须及时进行回火，而正火后的钢件必要时才予以回火处理。

回火后钢件的性能取决于回火温度、时间及次数。

随着回火温度的提高和时间的延长，除使钢件的淬火应力消除外，还使不稳定的淬火马氏体转变成回火马氏体、托氏体或索氏体，使钢的强度和硬度降低，而塑性显著地提高。

对一些含有强烈形成碳化物的合金元素（如铬、

钼、钒和钨等）的中合金钢，在400〜500°C回火时出现硬度升高、韧性下降的现象，称为二次硬化，即回火状态钢的硬度达到最大值。

一般有二次硬化特性的中合金钢需要进行多次（1〜3次）回火处理。

钢件的回火按温度不同可分为低温回火和高温回火。

（1）低温回火：

一般在150〜250°C温度范围内进行。

回火后可空冷、油冷或水冷。

其目的是在保留钢件高强度和硬度的条件下，消除淬火应力。

主要用于渗碳、

表面淬火及要求高硬度的耐磨钢件。

⑵高温回火：

高温回火温度为500〜650°C,保温适当时间后冷却。

主要用于在淬火或正火后调钢的组织，使之兼有高强度和良好韧性的碳钢和低、中合金钢铸

件。

回火脆性是制定合金钢回火工艺时必须注意的问题。

在下列两个温度范围内

均可发生。

在250〜400oC发生的脆性：

经淬火成为马氏体组织的铸钢，在此温度范围内都会产生回火脆性。

如稍高于此脆性温度区回火，则可消除此回火脆性。

而且以后再在上述温度范围内回火时，也不会再出现回火脆性，故常称之为第一类回火脆性。

在400〜500oC（甚至650oC）发生的脆性：

这对多数低合金铸钢都会发生，即发生钢的高温回火脆性。

如将已在此温度范围内产生脆性的结构钢再加热到600oC（或650oC）以上，之后在水或油中快冷，即可消除此种脆性。

然而已消除脆性的结构钢，如又加热到产生回火脆性的温度，脆性又会出现。

这常称之为第二类回火脆性。

序

工艺参数规定要求

监控设备

实际参数记录

设备名称

型号

1

2

3

4

5

1

淬火

加热温度

温控仪表

XMTA

835°

830°

850°

840°

840°

2

830°-850°

3

保温时间

挂钟

1小时

4

工件达到炉温

后保温1H

5

冷却介质

20%的NaOH碱水

6

表面硬度

铬氏温度计

HR-150A

HCR55

HCR56

HCR56

HCR53

HCR57

7

HCR52-58

8

回火

加热温度

温控仪表

XMTA

550°

540°

550°

540°

550°

9

按要求选择回火

温度150°-600°

10

保温时间

挂钟

50分钟

50分钟

50分钟

50分钟

50分钟

11

工件达到炉温

后保温40-60

分钟

12

冷却介质

保温后出炉空冷

13

表面硬度

铬氏温度计

HR-150A

HRC31

HRC30

HRC30

HRC31

HRC31

14

图纸要求的硬

度

符合

符合

符合

符合

符合

过程确认表

7.安全、卫生管理措施:

7.1基本要求

热处理车间应实施以保证生产过程安全、卫生为目标的现代化管理。

其基本

要求为：

a）发现、分析和清除生产过程中的各种危险因素和有害因素；

b）制订相应的安全、卫生规章制度；

c）对各类人员进行安全、卫生知识的培训、教育；

d）防止发生事故和职业病，避免各种损失。

7.2人员

7.2.1对人员的基本要求：

a）心理、生理条件应能满足工作性质要求；

b）应定期进行体检，其健康状况必须符合工作性质的要求。

7.2.2对人员的技能要求：

a）必须掌握本专业或本岗位的生产技能，并经安全、卫生知识培训和考核，

合格后方可上岗；

b）熟悉热处理生产过程中可能存在和产生的危险和有害因素，掌握导致事

故的条件，并能根据其危害性质和途径采取防范措施；

c）了解本岗位的工作内容以及与相关作业的关系，掌握完成工作的方法和

措施；

d）掌握消防知识和消防器材的使用及维护方法；

e）掌握个体防护用品的使用和维护方法；

f）掌握应急处理和紧急救护的方法。

7.3安全、卫生管理机构

7.3.1根据国家有关规定，建立和健全安全、卫生管理组织。

7.3.2安全、卫生管理组织应按国家及有关部门规定的职能和职责，检查、监督和贯彻国家、部门下达的指令和规定，制订必要的规章制度，实行全面、系统的标准化管理。