洛阳井式电炉(钢的热处理)

1.1正火加热时间

加热时间t=KD

式中t为加热时间(s)；

D使工件有效厚度(mm)；

K是加热时间系数(s/mm

1.2正火加热温度

根据钢的相变临界点选择正火加热温度

低碳钢:T=Ac3+(100~150℃)

中碳钢:T=Ac3+(50~100 ℃)

高碳钢:T= Ac3+ (30~50℃)

亚共析钢:T= Ac3+ ( 30~80 ℃ )

共析钢及过共析钢:T=Acm+ ( 30~50℃)

1.3淬火加热时间

为了估算方便起见，计算淬火加热时间多采用下列经验公式:

t=a·K·D、(不经预热)

t=（a+b)·K·D、(经一次预热)

t=（a+b+c)·K·D、(经二次预热)

式中t—加热时间(min)；

a—到达淬火温度的加热系数(min/mm） ；

b—到达预热温度的加热系数(min/mm) ；

c—到达二次预热温度的加热系数(min/mm) ；

K—装炉修正系数；

D、—工件的有效厚度(mm)。

在一般的加热条件下，采用箱式炉进行加热时，碳素钢及合金钢a多采用1~1.5min/mm；b为1.5~2min/mm(高速钢及合金钢一次预热a=0.5~0.3；b=2.5~3.6；二次预热a=0.5~0.3；b=5~2.5； c=0.8~1.1)，若在箱式炉中进行快速加热时，当炉温较淬火加热温度高出100~150℃时，系数a约为1. 5~20秒/毫米，系数b不用另加。若用盐浴加热，则所需时间，应较箱式炉中加热时间少1/5(经预热)至1/3(不经预热)左右。

1.4淬火加热温度

按常规工艺:

亚共析钢的淬火加热温度为Ac3+ (30~50℃)；

共析和过共析钢为Ac1+(30~50℃)；

合金钢的淬火加热温度常选用Ac1(或Ac3) +(50~100℃)。

1.5回火加热时间

对于中温或高温回火的工件，回火时间是指均匀透烧所用的时间，可按下列经验公式计算：

t=aD＋b

式中，t—回火保温时间(min)；

D—工件有效尺寸(mm)；

a—加热系数(min/mm)；

b—附加时间，一般为10-20分钟。

盐浴的加热系数为0. 5~0. 8min/mm；铅浴的加热系数为0.3~0.5min/mm；井式回火电炉（RJJ系列回火电炉)加热系数为1.0~1.5 min/mm；式电炉加热系数为2~2.5mim/mm。

1.6回火加热温度

钢的回火定量关系式很早就有人研方经验公式为:

钢的回火温度的估算，

T=200＋k (60-x)

式中：x—回火后硬度值，HRC，

k—侍定系数，对于45钢，x>30，k =11；x≤30，k=1.2。

大量试验表明，当钢的回火参数P一定时，回火所达到的工艺效果—硬度值或力学性能相同。因此，按传统经验式确定回火参数仅在标准态(回火1h)时方可使用，实际生产应用受到限制。

为了解决上述问题，将有关因素均定量表达，导出如下回火公式:

(1)在200~4000C范围：

HV=640-（T-20）*1. 05＋(lgt-1.28) * 366+(T-200) (lgt-1.28) * 0. 036

(2)在400 ~6000C范围：

HV=17.2*103/T- (lgt-1. 28)*29.4-(T-400)( lgt -1.28)*0. 023

式中，T—回火温度℃；

t—回火时间，min。

对比可以看出影响回火效果的主要因素是T和t能较好，较真实地反映出实际工艺参数的影响，定量地表达了不同温度区间回火硬度的变化特征。

2 钢的淬火冷却时间计算

2.1 钢预冷淬火时空气预冷时间ty (s)

ty=12+(3~4) D

式中：D—淬火工件危险截面厚度，mm。

2.2 钢Ms点上分级冷却时间tf (s)

tf=30+5D

3 钢的淬火硬度的计算

3.1钢终端淬火试验时，距试样顶端4~40mm范围内各点硬度H4~40 (HRC)

H4~40=88C1/2-0. 0135E2C1/2+19Cr1/2+6. 3Ni1/2+16Mn1/2+35Mo1/2+5Si 1/2-0. 82G-20E1/2+2.11E-2

式中：E—到顶端距离，mm；

G—奥氏体晶粒度。

3.2钢的最高淬火硬度，即淬火钢获得90%马氏体时的硬度Hh (HRC)

Hh=30+50C

3.3钢的临界淬火硬度，即淬火钢获得50%马氏体时的硬度H1(HRC)

H1=24+40C

3.4钢淬火组织为马氏体时的硬度HVM

HVM=127+949C+27Si+11Mn+8Ni+16Cr+211ogvM

3.5钢淬火组织为贝氏体时的硬度HVB

HVB=-323+185C+330Si+153Mn+65Ni+144Cr+191Mo+logvB(89+54C-55Si-22Mn- l0Ni-20Cr-33Mo)

3.6钢淬火组织为珠光体-铁素体的硬度HVPF

HVPF=42+223C+53Si+30Mn+13Ni+7Cr+19Mo+logvPF(10-19Si+4Ni+8Cr+130V)

4 钢回火后硬度的计算

4.1钢淬火组织为马氏体时的回火硬度HVM

HVM=74-434C-368Si+15Mn+37Ni+17Cr-335Mo-2235V+(103/PB)(260+616C+321Si-21Mn- 35Ni-11Cr+352Mo-2345V)

式中：PB—回火参数(回火温度*回火时间，此处加热时间为1H)。

4.2钢淬火组织为贝氏体时的回火硬度HVB

HVB=262+162C-349Si-64Mn-6Ni-186Cr-485Mo-857+(103/PB)(-149+43C+336Si+79Mn+16Ni+196Cr+498Mo+1094V)

4.3钢回火后硬度回归方程

HRC=75.5-0.094T-0.66CM

式中:T—回火温度，℃；

CM—钢的含碳量或碳当量，%；

CM=C+Mn/6+ (Cr+Mo+V) / 5+ (Ni+Cu) /15

4.4 45钢回火后硬度回归方程

20≤T≤400

HV=640-(T-200) 1.05-(logt-1.28) 36.6+(T-200)(logt-1.28)0.0036

400≤T≤600

HV=17.2*104/T-(logt-1.28)29.4-(T-400) (logt-1.28)0.014

式中：t—回火时间，min。

5 钢的回火温度的估算(适用于碳素钢)

T=200+k(60-x)

式中：x—回火后硬度值，HRC；

K—待定系数，对于45钢，x>30，k=11；x≤30，k=12 。

6 由钢的化学成分估算力学性能

6.1求屈服比(屈服极限σs/抗拉强度σ b)

(1)油夜淬火调质σs/σb(%)

σs/σb=55+3Si+4Mn+8Cr+l0Mo+3Ni+20V

式中，金属元素重量百分数(%)适用范围:

Si≤1.8%，Mn≤1.1% ，Cr≤1.8%，Mo≤0. 5 %，Ni≤5%，V≤0.25%。材料适用直径在Φ150~200mm。

(2)空气淬火调质钢σs/σb(%)

σs/σb=48+3Si+4Mn+8Cr+10Mo+3Ni+20V

6.2求抗拉强度σb(9.8*MPa)

(1)调质钢

σb=100C-100(C-0.40)/3+100Si/10+100Mo/4+30Mn+6Ni+2W+60V

适用C≤0.9%，Si≤1.8%，Mn≤1.1%，Cr≤1.8%，Ni≤5%，V≤2%。

(2)普通正火及退火钢

σb=20+100CM

(3)热轧钢

σb=27+56 CM

(4)锻钢

σb=27+50 CM

(5)铸铁

σb=2+48CM

式中，CM —钢的碳当量。

CM=[ 1+0.5(C-0.20)]C+0.15Si+ [0.125+0.25 (C+0.20) Mn]+ [1.25-0.5 (C-0.20) ] P+0.20Cr+0.10Ni