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关于大型锻件调质热处理工艺的探讨

上海重型机器厂沈黄,

。、
、足是厂型
一前言满产品设计的要求表某大
支承辊锻件正火及调质后的性能以及在生产
,、
年代初期由于当时设备材料及使用中的质量情况〔〕。可以看出,失效原
,
工艺技术等原因大型锻件的热处理多采用因多为断辊,断辊的原因很多,但对比表明,
、,,
正火回火后来随着对大型锻件的调质调质辊的质量明显地比正火辊优越。
,
研究不断深入和实践表明调质可显著地提大型锻件热处理与中小型零件相比,有
。,
高锻件性能但是由于锻件大型的特点及其明显的特点。只有充分掌握了这些特点,
,
其热处理工艺应用设备等都难于掌握调质才能得到满意的结果。
。

过程中容易产生质量事故本文试通过典型、

,二型质量分
质量事故的分析探讨大型锻件调质中某些典事故析
主要问题。。钢中
大型锻件要求有强度和韧性良好配合的支承辊
综合机械性能,有的还需要进行表面淬火强热处理工艺,鼓风喷水雾
化。随着轧钢、发电、化工等设备的大型化冷却,在毋表面温度为“时
和高效率,对大型锻件性能的要求日益提高装炉,回火、炉冷至“出力”,
采用正火所获得的机械性能较低,远远不能出炉后的第二天午夜,发生粉碎性开裂,时

表大型支承辊的性能

机械性能
规格
、。、
俐材热处理工艺⋯⋯
。上
‘,,,,“,‘’’

‘···‘‘。··。
正火℃,鼓风冷
,⋯⋯⋯
却表面温度℃一℃·····
、。‘。,
回火炉冷⋯⋯⋯
功····
。·。。。
调质一℃,降温至
,⋯⋯
℃油冷℃·····
‘”,‘,
回火炉冷⋯习一匕竺

表们以上大型支承辊的质

’一
生产件·⋯··赢⋯漪丽切糯丽宁
‘⋯编应加热⋯⋯⋯匕二一二
。感应力口热面淬·一一月
⋯塑“一⋯一⋯⋯
。,二
值严冬残余应力调质前探伤有功范围的密集
加热设备采用台车式煤气炉,性缺陷。
经过测量,工件的实际温度低于炉温钢中
。℃,实际回火温度仅为。。℃‘断轴形件

,
辊的外貌和金相组织如图、所示。热处理工艺油冷
二,℃回火,油冷二,
使用中早期断裂。
分析表明,断裂处测定残余应力为
,,断裂处经显微镜观察发现夹杂物
严重,晶粒粗大。回火后油冷,在粗晶、夹
杂等薄弱环节处的残余应力引起早期断裂。
钢今
支承辘〔〕
口』娜书七⋯兀热处理工艺空冷
,、油冷,回火,‘
℃炉冷,℃出炉空冷。工频感应加热
表面淬火,人回火空冷,粗磨时
断裂。
分析表明,测定断裂处,含氢量高达
,在高的含氢量条件下,表
面淬火时形成的残余应力导致脆断。

生‘娜刁偏习盆了只翻比带飞”钢今
珠光体大条块状碳化物,取祥位工斌
支承辘
分析认为,该支承辊锻造比小,大量条热处理工艺,空冷
块状碳化物没有打碎,奥氏体化温度低,碳。、油冷,“回

。
化物未充分溶解,回火温度低,保温时间不火,炉冷到℃出炉空冷工频感应加热
足,淬火应力没有很好消除,虽然采取了炉表面淬火,℃回火,早期断裂图
冷措施,但由于温度低,保温时间短,工件。
和炉膛的蓄热量不足,没有达到缓冷的效果,分析表明,测定断裂处含氢量为、
喷雾冷却在表面℃时结束,功。。截
面的心部尚处于高温状态,在上述回火温度
下保温及其以后的炉冷,心部奥氏体继续过
冷和转变,产生了新的应力,以致断裂。
俐中
轴形零件
热处理工艺,油冷
,℃回火,油
冷出炉,三天后开裂。

,
分析认为回火后油冷保留了相当高的图断辊夕卜脱
、
二‘。。,网状块状碳化物严重,中心、冒口端和底部的化学成份严重不均,
个别视野有线性分布的大量碳化物,估计为特别是碳的偏析。平均含碳量为的
钢锭凝固时产生的碳化物液析未被打碎所致吨碳钢钢锭,冒口端的实际含碳量为

。
图由于含氢量高,锻造不良,使碳化,而底部仅为〔〕。平均含碳

。
物分布不均表面淬火后高的残余应力在断量为的必轧辊,横断面上的最

。
面薄弱处导致断裂高含碳量可达卜,而偏析条纹内某些元
素的富集十分产重,如表〔〕。
气体和央杂物含皿
大钢锭中含有气体和夹杂物是不可避免
的,只有程度上的差别。由于采用真空技
术,大钢锭中气体和夹杂物的含量大为降
低〔〕。根据某钢厂对平炉钢采用真空循环脱
气后的效果统计,脱氢效果,脱氧
效果,夹杂物去除率为。
图断口处金相组织但是,在这样的情况下,残余气体和夹杂物
取样位里左减仍然对随后的调质热处理有很大影响,特别
是对、金,由于碳和金元素的
钢中中与中高碳合钢合
偏析,即使残余含氮量在。,也
齿圈
可能导致锻件在偏析处产生发裂〔〕。
热处理工艺用台车式煤气

,,,比
炉油冷锻造
。,
。某些最大面达沪的大型锻件
回火空冷齿圈热处理后硬度截
,
,要锻透压实一般需的锻造比最高
严重不均按原工艺重新淬
。
,,’,以为限于中心压实法的应
火回火回火保温小时后旋转得近年来由
,
。使大锻件的心部分质量