017阀杆材料调质处理工艺.docx
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017阀杆材料调质处理工艺
一、热处理适用范围:
马氏体钢、奥氏体不锈钢和合金钢的热处理要求
二、引用标准：
1、NB/T47008—2010
2、GB/T1220-2007《不锈钢棒》
3、NB/T47008—2010《耐热钢棒》
三、常用材料要求
3.1化学成分
牌号
C
Si
Mn
Mo
Cr
Ni
P
S
Cu
Ti
其它
10Cr13
0.08-0.15
1.00
1.00
11.5-13.5
0.60
0.040
0.030
20Cr13
0.16-0.25
1.00
1.00
12.0-14.0
0.60
0.040
0.030
30Cr13
0.26-0.35
1.00
1.00
12.0-14.0
0.60
0.040
0.030
304
0.08
1.00
2.00
18.0-20.0
8.0-11.0
0.045
0.030
316
0.08
1.00
2.00
16.0-18.0
10.0-14.0
0.045
0.030
304L
0.030
1.00
2.00
18.0-20.0
8.0-12.0
0.045
0.030
316L
0.030
1.00
2.00
16.0-18.0
10.-14.0
0.045
0.030
15CrMo
0.12-0.18
0.17-0.37
0.40-0.70
0.40-0.55
0.80-1.10
20CrMo
0.17-0.24
0.17-0.37
0.40-0.70
0.15-0.25
0.80-1.10
35CrMo
0.32-0.40
0.17-0.37
0.40-0.70
0.15-0.25
0.80-1.10
3.2机械性能
牌号
力学性能（≥）
牌号
力学性能（≥）
σb/Rm（Mpa）
σs/Rel
（Mpa）
δs/As
（%）
ψ/Z
（%）
σb/Rm（Mpa）
σs/Rel
（Mpa）
δs/As
（%）
ψ/Z
（%）
10Cr13
540
345
22
55
304L
650
515
25
40
20Cr13
640
440
20
50
316L
650
515
25
40
30Cr13
735
540
12
40
15CrMo
440
295
22
60
304
650
515
25
40
20CrMo
885
685
12
50
316
650
515
25
40
35CrMo
980
835
12
45
四、工艺过程
1清洗
工件及夹具在热处理前均应清除油污、残盐、油漆等外来物。
2配炉
热处理配炉是保证热处理质量的重要环节。
配炉不当将对热处理质量产生很大的影响，必须特别重视。
通常应考虑下面几个因素：
2.1首先要考虑热处理的类别。
根据工件的化学成分选择退火、正火、淬火、回火，以同类热处理配炉。
不同类热处理配炉时，则必须分析全部材料的整个热处理的全过程，合理组织其操作顺序，看其是否可以并炉。
2.2配炉时，还要考虑同炉热处理的材料，其淬火、正火的最高加热温度上限相差应小于20℃，其回火温度应在统一的范围内，其升温速度应选用最慢的一种。
也可以采用分批出炉的办法加以协调。
2.3配炉时，也要考虑热处理工件的尺寸不能相差太大，一般最大截面与最小截面之比应控制在2～2.5之内。
也可采取大小件分批出炉加以协调。
同一工件中大小尺寸相差太大时，应考虑包盖隔热层加以保护。
2.4同种类、同炉号的同一批产品尽量争取配一同炉热处理。
其分割开的试样也要在同炉热处理。
装炉时，试样要放在炉中合适的位置。
3装炉
3.1每炉装炉量应不超过热处理炉规定的最大装炉量。
3.2工件装炉的位置应在热处理炉的加热区之内。
上下前后左右与炉顶、炉墙保持一定距离。
底下应加垫铁，件与件之间应隔开30mm，以保证热气流的流通。
3.3工件装炉的位置应根据配炉时的分析，对各种牌号和尺寸的工件要适应所考虑的操作先后顺序可以出炉。
3.4装炉时，底层垫块应垫平，工件在台车上要均布，由下到上要合理堆放，垫平装稳垫实，以避免炉内装料不均，造成各区域温度差异，和防止台车移动时侧倾、倒垛、撞击炉墙。
3.5装炉时应对工件表面和棱角加以保护，防止氧化脱碳和碰伤。
4加热
4.1热处理的升温、保温均以仪表温度为重要依据。
在整个热处理过程中，必须经常检查炉膛和工件的温度与仪表显示的温度是否一致。
如果有问题，要及时通知电工检查修理仪表。
4.2热处理工要做到三勤：
勤看炉温、勤看料温、勤调节控制，保证炉内各部位温度均匀，炉内保持正压。
4.3淬火、回火温度配炉综合选定和在实际操作中严格按指导书的要求加以控制是确保热处理质量的首要条件。
因为加热温度偏低，相组织转变就不会发生；而加热温度太高，又会使奥氏体晶粒过分长大，造成冷却时相组织转变的困难。
所以必须严格按照作业指导书的要求，不要随意定高定低。
4.4淬火、回火的保温时间也要严格控制。
因为时间不够会使相组织转变不彻底，而时间过分延长，又会使相组织长大，使性能变坏。
4.5一般热处理的保温阶段开始以前，都应有一个均温阶段。
均温开始是以仪表温度达到保温温度开始计算；当炉内所有工件的表面温度都达到保温温度的时候，即是均温结束，保温开始。
5冷却
5.1为了确保热处理的冷却效果，正火工件在冷却时应从炉中吊下分散空冷，工件底下要垫块垫高，四周要保留一定的空间通风。
冷却后回火装炉时工件的温度应控制在300℃。
5.2工件淬火时，应先启动冷却介质（水或油）的循环系统。
工件浸入介质后要来回摆动以增加冷却效果，发现介质液量不够时应及时添补。
5.3工件浸入油介质时要注意防火安全。
5.4工件淬火，若冷却槽离加热炉太远影响冷却效果时，应临时用小水（油）槽，以保证工件出炉后能及时放入冷却介质内得到应有的冷却效果。
5.5淬火后的工件必须及时回火，一般不要超过2小时回炉。
6.热处理检验
6.1热处理工序完成后必须进行检验。
首先检查有无变形、弯曲、开裂。
如有弯曲要进行校直。
随后要检查硬度，一般应检查20～50％。
在检查硬度时做好选点，控制砂轮打磨深度。
在砂轮打磨时，要注意安全，防止砂轮碎裂飞出伤人。
每次检验的结果要记入“生产日报表”。
6.2热处理工件有理化检验要求时，应及时通知理化室取样检验。
7热处理记录
每班必须填好交接班记录。
热处理仪表记录纸上要填日期、炉次和热处理工件的材质。
所有热处理记录要妥为保管备查。
8.热处理后的工件要分批堆放，并用生产流程卡固定标识，防止混料，减少不应有的损失。
五：
马氏体钢调质工艺曲线
六、马氏体钢调质工艺参数：
序号
工序内容
设备
装炉温度
（℃）
加热温度
（℃）
加热时间
（min）
保温时间
（min）
出炉温度
（℃）
冷却
介质
温度（℃）
1
淬火加热
箱式炉
≤300
920～980℃
＞60
（1.4－1.8）D
980
2
冷却
油槽
油槽
机油
室温
3
抽查硬度
硬度计
4
回火加热
≤300
700±20
＞20
（2－2.5）D
5
冷却
空冷
室温
6
检查硬度
硬度计
注：
D为材料直径或厚度
七、马氏体钢调质检验要求
材料名称
屈服强度
Rp0.2MPa
抗拉强度
RmMPa
伸长率
A%
断面收缩率
Z％
冲试验击
T=℃AkusJ/cm2
硬度
HB
12Cr13
≥345
≥490
≥24
≥60
-
200-275
20Cr13
≥440
≥640
≥20
≥50
63
200-275
30Cr13
≥540
≥735
≥12
≥40
24
200-275
八、奥氏体钢固溶工艺参数要求：
钢号（牌号）
公称厚度
mm
热处理方式
热处理温度℃
保温时间（min）
冷却方式
备注
F304
?
150
固溶（S）
1010-1150
120-180
液体水冷（快速冷却到260℃以下。
）
在热处理前，锻件应冷却到538℃以下。
>150-300
F316
?
150
1010-1150
>150-300
F304L
?
150
1010-1150
>150-300
F316L
?
150
1010-1150
>150-300
F51
?
150
1020-1100
九：
合金钢热处理参数表：
钢号（牌号）
公称厚度
mm
热处理方式
回火温度℃
保温时间（min）
冷却方式
备注
（淬火Q、回火T、正火N）
不低于
35CrMo
?
300
Q+T
580
240-360
淬火水冷、回火空冷
>300-500
360-600
15CrMo
?
300
N+T
Q+T
620
240-360
>300-500
360-600
12CrMoV
?
300
N+T
Q+T
680
240-360
>300-500
360-600
1Cr5Mo
?
500
N+T
Q+T
680
360-600
F11
?
500
退火
620
360-600
退火炉冷
N+T
回火空冷
F22
?
500
退火
675
360-600
退火炉冷
N+T
回火空冷
F5、F5A
?
500
退火
675
360-600
退火炉冷
N+T
回火空冷
其余未列钢号的热处理参数执行NB/T47008—2010和ASTMA182/A182M-2010标准相关规定
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