鑄件退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時(shí)間,然后以適宜速度冷卻(通常是緩慢冷卻,有時(shí)是控制冷卻)的一種金屬熱處理工藝。目的是使經(jīng)過(guò)鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件軟化,改善塑性和韌性,使化學(xué)成分均勻化,去除殘余應(yīng)力,或得到預(yù)期的物理性能。退火工藝隨目的之不同而有多種,如重結(jié)晶退火、等溫退火、均勻化退火、球化退火、去除應(yīng)力退火、再結(jié)晶退火,以及穩(wěn)定化退火、磁場(chǎng)退火等等。
退火的一個(gè)最主要工藝參數(shù)是最高加熱溫度(退火溫度),大多數(shù)合金的退火加熱溫度的選擇是以該合金系的相圖為基礎(chǔ)的,如碳素鋼以鐵碳平衡圖為基礎(chǔ)(圖1)。各種鋼(包括碳素鋼及合金鋼)的退火溫度,視具體退火目的的不同而在各該鋼種的Ac3以上、Ac1以上或以下的某一溫度。各種非鐵合金的退火溫度則在各該合金的固相線溫度以下、固溶度線溫度以上或以下的某一溫度。
鑄件退火的方法及工藝簡(jiǎn)介
1、重結(jié)晶退火 應(yīng)用于平衡加熱和冷卻時(shí)有固態(tài)相變(重結(jié)晶)發(fā)生的合金。其退火溫度為各該合金的相變溫度區(qū)間以上或以內(nèi)的某一溫度。加熱和冷卻都是緩慢的。合金于加熱和冷卻過(guò)程中各發(fā)生一次相變重結(jié)晶,故稱為重結(jié)晶退火,常被簡(jiǎn)稱為退火。
2、等溫退火 應(yīng)用于鋼和某些非鐵合金如鈦合金的一種控制冷卻的退火方法。對(duì)鋼來(lái)說(shuō),是緩慢加熱到 Ac3(亞共析鋼)或 Ac1(共析鋼和過(guò)共析鋼)以上不多的溫度,保溫一段時(shí)間,使鋼奧氏體化,然后迅速移入溫度在A1以下不多的另一爐內(nèi),等溫保持直到奧氏體全部轉(zhuǎn)變?yōu)槠瑢訝钪楣怏w(亞共析鋼還有先共析鐵素體;過(guò)共析鋼還有先共析滲碳體)為止,最后以任意速度冷卻下來(lái)(通常是出爐在空氣中冷卻
3、均勻化退火 亦稱擴(kuò)散退火。應(yīng)用于鋼及非鐵合金(如錫青銅、硅青銅、白銅、鎂合金等)的鑄錠或鑄件的一種退火方法。將鑄錠或鑄件加熱到各該合金的固相線溫度以下的某一較高溫度,長(zhǎng)時(shí)間保溫,然后緩慢冷卻下來(lái)。均勻化退火是使合金中的元素發(fā)生固態(tài)擴(kuò)散,來(lái)減輕化學(xué)成分不均勻性(偏析),主要是減輕晶粒尺度內(nèi)的化學(xué)成分不均勻性(晶內(nèi)偏析或稱枝晶偏析)。
4、球化退火 只應(yīng)用于鋼的一種退火方法。將鋼加熱到稍低于或稍高于Ac1的溫度或者使溫度在A1上下周期變化,然后緩冷下來(lái)。
5、再結(jié)晶退火 應(yīng)用于經(jīng)過(guò)冷變形加工的金屬及合金的一種退火方法。目的為使金屬內(nèi)部組織變?yōu)榧?xì)小的等軸晶粒,消除形變硬化,恢復(fù)金屬或合金的塑性和形變能力(回復(fù)和再結(jié)晶)。若欲保持金屬或合金表面光亮,則可在可控氣氛的爐中或真空爐中進(jìn)行再結(jié)晶退火。
6、去除應(yīng)力退火 鑄、鍛、焊件在冷卻時(shí)由于各部位冷卻速度不同而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,金屬及合金在冷變形加工中以及工件在切削加工過(guò)程中也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。若內(nèi)應(yīng)力較大而未及時(shí)予以去除,常導(dǎo)致工件變形甚至形成裂紋。去除應(yīng)力退火是將工件緩慢加熱到較低溫度(例如,灰口鑄鐵是500~550℃,鋼是500~650℃),保溫一段時(shí)間,使金屬內(nèi)部發(fā)生弛豫,然后緩冷下來(lái)。
還有一些專用退火方法,如不銹耐酸鋼穩(wěn)定化退火;軟磁合金磁場(chǎng)退火;硅鋼片氫氣退火;可鍛鑄鐵可鍛化退火等。
鑄件退火安全操作規(guī)程
1.工作前檢查爐體、爐門、拖車、鋼絲繩滑輪以及鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備是否正常,有無(wú)倒塌、折斷、開(kāi)裂等不安全因素存在。如有,應(yīng)妥善處理后才能開(kāi)爐。使用電爐退火應(yīng)仔細(xì)清理電阻絲上或附近的氧化皮和金屬。
2.燒火時(shí),要認(rèn)真檢查煤中的爆炸物。停風(fēng)過(guò)程,煤層不得加得過(guò)厚,以防發(fā)生煤氣爆炸。清除煤渣要隨時(shí)處理,不準(zhǔn)積壓堆放。
3.裝卸前,要檢查軌道槽上有無(wú)障礙物,吊鉤、鏈條等工具是否可靠。
4.裝卸大鑄件或薄壁工件時(shí),一定要墊平放穩(wěn)。相鄰之間要適當(dāng)留出空隙,裝載高度不得超過(guò)規(guī)定。
5.出爐前,應(yīng)清理爐門上的耐火磚、耐火泥,并檢查拉車機(jī)構(gòu)是否好用。
6.出爐及搬運(yùn)時(shí),無(wú)關(guān)人員不得靠近平車兩側(cè),以免砂箱或工件倒塌傷人。禁止在爐體周圍休息或堆放物品。
7.工作物溫度高于400℃時(shí),禁止用鏈條或鋼絲繩起吊(或采取隔熱措施),以免退火后斷裂。使用行車吊運(yùn)工作物,應(yīng)遵守行車及掛鉤工安全操作規(guī)程。
8.使用煤氣爐時(shí),應(yīng)遵守煤氣點(diǎn)火次序:先用壓縮空氣吹盡爐內(nèi)余氣,關(guān)住壓縮空氣閥,點(diǎn)燃引火棒,微開(kāi)煤氣噴嘴閥門,燃著噴嘴后調(diào)節(jié)壓縮氣及煤氣流量,使之充分燃燒。停火時(shí)次序相反,嚴(yán)禁顛倒次序。
9.用油爐烘烤時(shí),點(diǎn)火次序是:先關(guān)閉風(fēng)門,點(diǎn)燃引火棒,微開(kāi)油門,點(diǎn)著后,調(diào)節(jié)空氣閥門及油門使之充分燃燒,禁止“風(fēng)壓油”。
10.采用煤粉燃料爐時(shí),禁止在鼓風(fēng)機(jī)有毛病或管道有裂縫時(shí)燒爐。
11.修理電爐必須切斷總開(kāi)關(guān),掛上“有人檢修,禁止合閘”的警示牌,或設(shè)人監(jiān)護(hù)。
鑄鐵件的分類:按國(guó)家標(biāo)號(hào)主要分類灰口鐵鑄件(HT),標(biāo)號(hào)有HT200HT2500HT300,球墨鑄鐵件(QT),標(biāo)號(hào)有QT450QT500QT600QT700,球墨鑄鐵件相比灰口鐵鑄件具有耐磨性更好,變形量更小的特點(diǎn),近幾個(gè)對(duì)質(zhì)量要求比較高的鑄件,已經(jīng)開(kāi)始改用球墨鑄鐵的材質(zhì)。