常用钢材热处理工艺参数

PAGEPAGE1热处理工艺规程B/Z61.012－95（工艺参数）2012年10月15日目录主题内容与适用范围………1常用钢淬火、回火温度……………………12.1要求综合性能的钢种………12.2要求淬硬的钢种……………42.3要求渗碳的钢种……………62.4几点说明……………………6常用钢正火、回火及退火温度…………73.1要求综合性能的钢种………73.2其它钢种……………………83.3几点说明……………………8常用钢去应力温度…………105.各种热处理工序加热、冷却范围…………125.1淬火……………125.2正火及退火……………………145.3回火、时效及去应力………155.4工艺规范的几点说明………166.化学热处理工艺规范………176.1氮化…………176.2渗碳…………207.锻模热处理工艺规范………227.1锻模及胎模…………………227.2切边模………………………247.3锻模热处理注意事项………25有色金属热处理工艺规范………………268.1铝合金的热处理……………268.2铜及铜合金…………………26几种钢锻后防白点工艺规范……………279.1第Ⅰ组钢……………………279.2第Ⅱ组钢……………………282.2要求淬硬的钢种（新HRC＞30）表2材料牌号要求硬度范围HRC淬火温度（℃）冷却介质淬火后硬度HRC回火温度（℃）35＞50860~880水≥50180~20046~50240~27041~45300~33036~40380~41031~35400~42045＞56820~840水≥55180~20051~55200~23046~50260~29041~45320~35036~40400~43031~35440~47040CrA①51~55840~860油≥55260～29046~50300～33041~45350～38036~40430～46035CrMoA≥46850～870油48～5535～40460～48025Cr2MoVA35～40920～940油48580～600Cr5Mo1V≥60940～950空58～62190～21065Mn46～50820～840油58～62350～390①41～45390～43035～40430～47060Si2MnA②46～50870～890油58～62380～42041～45420～46036～40460～50031～35500～54050CrVA42～46840～870油48～55380～4002Cr13＞511000～1030油或空48～52200～25046～50350～38041～45510～53036～40530～55031～35560～5803Cr13③＞51980～1020空52～60200～25046～50380～40041～45520～54036～40535～5504Cr13④≥56950～1000空52～60200～25050～55300～35043～49540～56035～42560～580T8A≥63780～800水或水油61～63160～18056～60200～24051～55260～30046～50320～36041～45380～420T12≥62770～790水油62～64160～200CrWMn≥63820～840油＞63160～1809CrWMn≥63810～830油＞63160～1809CrSi≥60850～870油≥63160～1808Cr350～55820～840油＞65400～42040～49480～450GCr1550～55830～860油≥62320～38045～50380～1109Cr18≥551010～1040油200～300W6Mo5Cr4V2≥631210～1230油540～560W9Mo3Cr4V≥631220～1240油540～560注：①回火后油冷。②淬火加热时要加以保护，以防脱碳。③回火脆性区为500～510℃，严禁采用。④回火脆性区为470～530℃，严禁采用。2.3要求渗碳淬硬的钢种表3材料牌号要求硬度范围HRC淬火温度（℃）冷却介质淬火后硬度HRC回火温度（℃）12CrNi3A≥58760～800油≥60150～20020CrA≥56760～800油≥60150～200低碳钢≥56780～800水或水油≥60150～20045～50340～3602.4几点说明：⑴表1～3中提供的淬火、回火温度范围，是供生产时按具体情况选定参数用的，不是某一炉允许的温度偏差。⑵凡水冷的钢种（奥氏体钢除外）均应及时回火以防开裂。⑶表1中的σs数值为σ0.2的数值。⑷45、35CrMoA、40CrNiMoA为保证取样部位合格，毛坯送检硬度允许适当提高。⑸对感应加热，快速加热的零件淬火温度允许适当提高。⑹表中标有*者生产上尚未用过或较少用过，其参数不够成熟，尚待生产中进一步验证，生产中允许在验证基础上进行修改。⑺表1～3中冷却为水→油者，允许用水→空→水代替，具体方法为：水冷一段时间后将零件提起空中（让零件反热后）再入水继续冷却。常用钢正火、回火及退火温度3.1要求综合性能的钢种表4材料牌号技术要求正火温度（℃）回火温度（℃）有效厚度（mm）σ0.2HB15CrMoA245131～163900～920600～620≤300*275≤197900～920580～600≤15015Cr1Mo1V325146～197900～920710～730≤30015Cr2Mo1275≤207970～990700～720≤300315670～69025111～170880～900≤30035≤187840～860540~560≤30045≤217840~860540~560≤300ZG230-450230～450131～179900～920ZG270-500270～500143～197850～870600～620ZG20CrMo245135～180900～920640～660ZG15Cr1MoA275950～970680～700ZG20CrMoV315140～201940～960700～720930～950ZG15Cr1Mo1V345140～2011040～1060730～750980～1000ZG15Cr2Mo1275950～970700～7203.2其它钢种表5材料牌号正火温度（℃）正火后硬度（HB）回火温度（℃）退火温度（℃）退火或回火后参考硬度（HB）20Cr1Mo1VTiB680～700970～990①40CrA680～700830～850≤21740CrNiMoA680～700840～880≤22935CrMoA680～700820～840≤22930Cr1Mo1V680～70038CrMoAlA680～700840～870≤22930Cr2MoV(P2)680～7001Cr12Mo680～700920～9401Cr13680～720Ⅰ850～870②Ⅱ920～940≤1971Cr122Cr13700～750920～940≤1873Cr13700～750920～940≤2074Cr13700～750920～9401Cr11MoV700～750920～940≤1871Cr12W1MoV680～700830～850≤2552Cr12NiMo1W1V680～700950～970③34CrNi3Mo660～70065Mn830～850～269680～720780～820≤22960Si2MnA830～860～254640～680780～82050CrVA850～880～286640～680810～85012CrNi3A890～920≤255650～680870～900T8A760～780241～302650～680750～760≤187T12760～780241～302650～680750～760≤187CrWMn970～990385～514④650～700770～790207~2559CrWMn650～700770～790197~2418Cr3780～790207~2553Cr2W8V700～740820～840207~2555CrMnMo830～850650～690760～780⑤≤2555CrNiMo830～850650～690760~780⑥≤255注：①用于消除粗晶。②Ⅰ用于软化；Ⅱ用于细化晶粒。③用于消除粗晶。④正火为消除过热组织及网状碳化物。⑤模具翻新退火温度为720～740℃。⑥模具翻新退火温度为710～730℃。3.3几点说明：⑴表5中列出的正火、回火、退火温度范围是供生产中在这区间内选用的，不是指一炉允许的温度偏差，一般情况下选用中限。⑵表4规定的回火，根据技术条件要求，均在正火后进行。表5规定的回火，根据具体情况，可在正火后进行，也可在锻后单独进行。⑶渗碳钢消除渗碳层中网状碳化物的正火温度一律采用860～880℃。常用钢除应力温度表6材料牌号调质回火温度（℃）除机械加工应力及校直应力温度（℃）除焊接应力温度（℃）除铸造应力温度（℃）15CrMoA600～620④480～500560～580580～600540～560550～620510～53040CrA550～620～35CrMoA550～610500～52040CrNiMoA580～600530～5503Cr13560～670510～530碳钢①540～560④540～56015MnMoVN600～620540～560550～570ZG230-450～620④600～620铸钢件不专门除铸造应力，通常用正火或正火、回火代替ZG270-500600～62034CrNi3Mo580～660～铸铁件540～560530～56038CrMoAlA610～670570～590～25Cr2MoVA650～68030Cr2MoV660～69030Cr1Mo1V660～690～ZG20CrMo640～660600～620用正火、回火代替，不做专门的去应力回火。所有未经调质、正火、回火的钢号660～680600～640②1Cr12680～710600～620630～6501Cr13690～7302Cr13640～730600～6201Cr11MoV640～730620～6401Cr12W1MoV670～700～1Cr12Mo680～690630～6502Cr12NiMo1W1V660～680～15Cr2Mo1670～720600～620630～65015Cr1Mo1V710～730660～680ZG20CrMoV700～720630～650670～690用两次正火一次回火所代替，不做专门的去应力回火ZG15Cr1Mo1V730～750700～720ZG15Cr1MoA680～700630～650640～660ZG15Cr2Mo1700～720650～670457.705Ⅱ级大齿轮最终去应力温度为500℃，如控温准确时可提到530℃116.276转子除应力温度为620℃/14h注：①经正火回火的铸件或型材件。②用于Q235-A，对易变形焊接构件去焊接应力温度可选择中、下限，其余情况按上限温度选择，但加热温度范围都应限制在±10℃。③除焊接应力时按80℃/h升，≤60℃/h降，执行。④正火后的回火温度4.1几点说明：1.两种或两种以上钢材去应力并炉时，一般几种材料除应力温度温差不应超过20℃，并炉后的除应力温度应以几种材料中最低除应力温度为准。特殊情况下，在不影响材料原性能前提下，并炉范围可酌情放宽。但氮化零件氮化前除应力时，温度不准低于表6规定，因而不准与除应力温度低于氮化件除应力温度的零件并炉。2.两种或两种以上钢材组合焊接时，除焊接应力温度应为几种材料中最低的除焊接应力温度。必要时采用专用工艺。3.除焊接应力的回火温度原则上为调质回火温度下限减（20～30℃），如表中未列除焊接应力回火温度的材料牌号需进行除焊接应力时，可按此原则自行选定。4.氮化件氮化后校直时，去应力的温度应低于氮化温度，即：Ⅰ组钢为450～480℃。Ⅱ、Ⅱ组钢为500～520℃（钢的组别分类见表7）。5.各种热处理工序加热、冷却规范5.1淬火⑴碳素、合金结构钢形状复杂的碳钢件及部分合金钢件（见表1），冷却用水油。②形状复杂的碳钢件及部分合金钢件（见表1），采用此段。⑵铬不锈钢及奥氏体钢⑶工具钢①低合金钢预热依工件形状和尺寸酌情而定。5.2正火及退火⑴正火⑵退火5.3回火、时效及去应力⑴回火注：①530℃以下按此系数计算回火时间。⑵时效（奥氏体钢）⑶除应力形状简单的零件去校直应力时空冷。②当炉子实际升温速度超过≤80℃/时不能满足工艺要求时，零件装炉升温至300℃保温1～2小时，再随炉升温100℃保温1小时后,每升温100℃保温1小时，直到保温温度为止。对阀杆等形状复杂易变形零件必须保证≤50℃/时，必要时可用手动控制。工艺规范的几点说明:⑴“透”系指工件装炉后，炉子到温起至工件与炉膛火色一致止的时间。⑵装炉温度栏之“不限”一般系指不超过曲线中保温温度以下的各温度。（如曲线中有两个保温温度，则应不超过第一段的保温温度）⑶38CrMoAlA钢淬火保温时间应按规定再延长30％。⑷要求淬硬零件的回火保温时间至少不小于1小时。⑸除应力的时间：除机械加工和校直应力不得小于3小时；除焊接及铸造应力不得小于4小时。⑹氮化件氮化后除校直应力时，除应力的整个过程均需通氮。⑺按Z75.22-86GH2136时效热处理为≤300℃入炉，随炉升温至710±10℃，保温烧透＋12～16h出炉空冷，达HRC32～42。6.化学热处理工艺规范6.1氮化⑴氮化技术要求表7组别材料牌号氮化层深度（mm）氮化层硬度（HV）氮化层脆性备注Ⅰ38CrMoAlA≥0.30≥900≤3级25Cr2MoVA≥0.30≥65030Cr1Mo1V≥0.30≥65030Cr2MoV≥0.30≥650ZG20CrMoV≥0.30≥55034CrNi3Mo≥0.30≥450Ⅱ1Cr11MoV≥0.30≥650喷嘴组层深为0.15~0.25（mm）Ⅲ1Cr12W1MoV≥0.20≥6952Cr12NiMo1W1V⑵工艺规范①炉冷具体规定见注意事项④。②喷嘴组保温时间为6～8小时。③加药丸去除零件表面钝化膜，用量每炉100～120片。⑶注意事项：①零件氮化前必须清除表面锈斑，用汽油清洗表面油污。②零件装炉时，所有要氮化的表面，不许互相接触，特别注意大工件不要放在热电偶的附近，严禁工件靠在热电偶上。对于局部氮化的零件，要检查镀锡部位是否正确。对M16以下的螺孔和￠16以下的盲孔、通孔及经镀锡保护有螺纹的氮化件的螺纹部分、退刀槽，氮化前均进行涂料保护。③氮化件入炉后应先通氮30分钟排除箱内的空气，氨气压力控制在100～150mm油柱，待空气排除后按工艺要求调节压力控制分解率。氮化过程中氨气自始至终不得中断。④氮化冷却时，先停电随炉冷却至≤150℃时停氨，取出零件。⑤炉内氨气压力只做参考，操作时以控制分解率为准。6.2渗碳⑴固体渗碳①保温时间根据渗碳炉装箱的数量及箱的大小而定。⑵气体渗碳⑶几点说明：固体渗碳剂配方：7％BaCO3＋2.5％Na2CO3其余90.5％木碳（滨河化工厂配制）新旧渗碳剂比例为1：2。气体渗碳剂：(a)苯一滴速：升温时控制在30～35滴/分，保温时控制在60～70滴/分。(b)*煤油＋酒精各50％，滴速与苯同。首次使用时先进行试验，确定合适的滴速。渗碳保温时间到达前1～1.5小时看预测试样，根据测得的结果决定出炉时间。气体渗碳装炉时零件之间要保持一定的距离，至少要保持5～10mm。固体渗碳装箱零件间或箱壁间距不得小于15～20mm。⑤渗碳后如果发现渗碳层有网状碳化物存在，均应进行正火处理以消除。7.锻模热处理工艺规范7.1锻模及胎模：表8材料牌号技术要求淬火温度（℃）回火温度（℃）备注工作面硬度燕尾硬度5CrMnMoHB415～380（d103.0~3.2）HB285～321（d103.4~3.6）820～840520~5601t模锻锻模胎模HB380～320（d103.2~3.4）3t、5t模锻锻模5CrNiMoHB415～380（d103.0~3.2）HB285～321（d103.4~3.6）830～880淬火①出油后立即装入准备好的回火炉中。回火5CrNiMo回火油冷。说明：⑴燕尾采用自行回火。淬火过程：小型模具（H≤250mm）全部入油5′～8′（中型、大型入油8′～12′）然后把燕尾提出油面，待油面燃烧时再浸入油中，反复2～3次使燕尾自行回火。中型模具H＝250～400mm，大型模具H＞400mm。⑵出油温度为250～300℃，不得低于250℃，并准备一台350～400℃的回火炉，出油后立即入回火炉。7.2切边模表9材料牌号技术要求（新HRC）淬火温度（℃）回