常用钢材热处理工艺参数.doc

热处理工艺规程B/Z61.01295（工艺参数）2012年10月15日目 录1. 主题内容与适用范围 12. 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 63. 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 84. 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 1 25.2 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 258. 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 269. 几种钢锻后防白点工艺规范 279.1第组钢 279.2第组钢 28热处理工艺规程（工艺参数）1. 主题内容与适用范围本标准为“热处理工艺规程”（工艺参数），它主要以企业标准金属材料技术条件B/HJ93年版所涉及的金属材料和技术要求为依据（不包括高温合金），并收集了我公司生产常用的工具、模具及工艺装备用的金属材料。本标准适用于汽轮机、燃气轮机产品零件的热处理生产。2. 常用钢淬火、回火温度2.1 要求综合性能的钢种： 表1材料牌号技术要求淬火温度（）冷却介质有效面积(mm)淬火后硬度（d10）回火温度（）回火后硬度（d10）强度s硬度HB（d10）45440197229(4.304.00)820840水805405604.004.2040CrA390192223(4.354.05)840860油352.73.05806004.004.1036703.13.4570580711603.43.6560570490217255(4.103.80)352.73.05705803.803.9036703.13.4560570711203.43.6550560590241277(3.903.65)402.73.05605703.653.80水油41602.53.0590620685269302(3.503.70)油302.73.05505603.503.60水油31402.63.057060035CrMoA490217255(3.804.10)850870油403.03.25906103.804.0041703.253.4570590711203.453.6550570590241277(3.903.65)403.03.25605803.653.80水油41702.63.0580610*40CrNiMoA690255293(3.803.55)840860油802.73.15806003.653.80*30Cr1Mo1V590241277(3.903.65)950970油300670690690255285(3.803.57)25066068020Cr1Mo1VTiB690255293(3.803.55)10301050油190700720*73526930210301050油10069071038CrMoAlA590241277(3.903.65)930950油1002.63.06406603.653.903.13.4630640水油1011602.63.06506703.13.2630650685277302(3.653.50)油502.63.06306503.503.653.13.3610630水油511002.63.06406603.03.2620640785293321(3.553.40)油402.73.26106303.403.50水油41602.63.06306503.13.261063015CrMoA490207241(4.203.90)900920油303.63.85506003.904.10水31703.43.857062025Cr2MoVA590241277(3.903.65)920940 油602.83.16606803.603.90612003.23.45660670735269302(3.703.50)602.83.16606703.553.65611503.23.365067034CrNi3Mo690241282(3.903.62)870890油3502.83.06406603.653.93.13.3620640735255284(3.803.58)3002.83.06206403.63.753.13.3600620785271298(3.653.52)2502.83.06006203.553.653.13.3580600*15MnMoVN490217(4.1)960980油1056006201Cr12Mo550229255(4.03.8)960980油1006706903.803.951Cr13355187229(4.44.0)10301050油3.03.257107304.104.303.33.5690710440197229(4.34.0)1003.03.256807004.04.203.33.56506801Cr12440197229(4.304.00)10301050油1003.03.306807104.004.202Cr131872079801000油2.83.2720740490217248(4.103.85)802.83.07007203.904.103.13.2670700590235269(3.953.70)602.83.06606803.803.903.13.26506603Cr13590235269(3.953.70)9801020空402.63.06506703.703.90269302(3.703.50)油411302.63.2640660690286321(3.603.40)空402.63.05906103.503.60油411002.63.2580590785286321(3.603.40)空402.63.05705903.403.50油41702.63.25605801Cr11MoV390192241(3.904.35)10001030油1002.83.07107303.904.303.13.3690710490217248(4.103.85)1002.83.07007203.904.053.13.3680700590235269(3.953.70)602.83.06706903.803.903.13.36606801Cr12W1MoV590235269(3.953.70)10001050油1503.03.46807003.903.70690269302(3.703.50)1003.03.46606803.553.65*735286331(3.63.3)3.03.26606702Cr12NiMo1W1V760293331(3.553.35)970990油2006606803.553.4530Cr2MoV590241277(3.703.50)940960油602.83.16706903.603.80612503.23.45670680735269302(3.703.50)602.83.16706803.553.65611503.23.36606801Cr18Ni9Ti20518710801100水5.05.14.754.85225(5.4)8008201Cr18Ni9Ti0Cr19Ni9 20518710501100水5.4精铸叶片ZG1Cr13390187217(4.404.10)10201040油梅花试棒70700720ZG2Cr13440197227(4.304.00)9801000空叶片本体2.82.97307404.004.10ZG1Cr11MoV490197227(4.304.0010201040油梅花试棒70700720ZG1Cr12W1MoV490197227(4.304.0010201040油梅花试棒70700720ZG0Cr19Ni919010501100水注：采用日本材料时，淬火温度为960980，回火温度允许比表中温度高1030。有效截面小于20mm者可采用空冷。2.2要求淬硬的钢种（新HRC30）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（）3550860880水5018020046502402704145300330364038041031354004204556820840水551802005155200230465026029041453203503640400430313544047040CrA5155840860油5526029046503003304145350380364043046035CrMoA46850870油4855354046048025Cr2MoVA3540920940油48580600Cr5Mo1V60940950空586219021065Mn4650820840油58623503904145390430354043047060Si2MnA4650870890油586238042041454204603640460500313550054050CrVA4246840870油48553804002Cr135110001030油或空485220025046503503804145510530364053055031355605803Cr13519801020空52602002504650380400414552054036405355504Cr13569501000空5260200250505530035043495405603542560580T8A63780800水或水油61631601805660200240515526030046503203604145380420T1262770790水油6264160200CrWMn63820840油631601809CrWMn63810830油631601809CrSi60850870油631601808Cr35055820840油654004204049480450GCr155055830860油6232038045503801109Cr185510101040油200300W6Mo5Cr4V26312101230油540560W9Mo3Cr4V6312201240油540560注：回火后油冷。淬火加热时要加以保护，以防脱碳。回火脆性区为500510，严禁采用。回火脆性区为470530，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（）12CrNi3A58760800油6015020020CrA56760800油60150200低碳钢56780800水或水油6015020045503403602.4几点说明： 表13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。 凡水冷的钢种（奥氏体钢除外）均应及时回火以防开裂。 表1中的s数值为0.2的数值。 45、35CrMoA、40CrNiMoA为保证取样部位合格，毛坯送检硬度允许适当提高。 对感应加热，快速加热的零件淬火温度允许适当提高。 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。 表13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。3. 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）0.2HB15CrMoA245131163900920600620300*27519790092058060015015Cr1Mo1V32514619790092071073030015Cr2Mo1275207970990700720300315670690251111708809003003518784086054056030045217840860540560300ZG230-450230450131179900920ZG270-500270500143197850870600620ZG20CrMo245135180900920640660ZG15Cr1MoA275950970680700ZG20CrMoV315140201940960700720930950ZG15Cr1Mo1V345140201104010607307509801000ZG15Cr2Mo12759509707007203.2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）20Cr1Mo1VTiB680700 97099040CrA68070083085021740CrNiMoA68070084088022935CrMoA68070082084022930Cr1Mo1V68070038CrMoAlA68070084087022930Cr2MoV(P2)6807001Cr12Mo6807009209401Cr13680720 8508709209401971Cr122Cr137007509209401873Cr137007509209402074Cr137007509209401Cr11MoV7007509209401871Cr12W1MoV6807008308502552Cr12NiMo1W1V680700 95097034CrNi3Mo66070065Mn83085026968072078082022960Si2MnA83086025464068078082050CrVA85088028664068081085012CrNi3A890920255650680870900T8A760780241302650680750760187T12760780241302650680750760187CrWMn9709903855146507007707902072559CrWMn6507007707901972418Cr37807902072553Cr2W8V7007408208402072555CrMnMo8308506506907607802555CrNiMo830850650690760780255注：用于消除粗晶。用于软化；用于细化晶粒。用于消除粗晶。正火为消除过热组织及网状碳化物。模具翻新退火温度为720740。模具翻新退火温度为710730。3.3几点说明： 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。 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。 渗碳钢消除渗碳层中网状碳化物的正火温度一律采用860880。4. 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（）15CrMoA 60062048050056058058060054056055062051053040CrA55062035CrMoA55061050052040CrNiMoA5806005305503Cr13560670510530碳钢 54056054056015MnMoVN600620540560550570ZG230-450 620600620铸钢件不专门除铸造应力，通常用正火或正火、回火代替ZG270-50060062034CrNi3Mo580660铸铁件54056053056038CrMoAlA61067057059025Cr2MoVA65068030Cr2MoV66069030Cr1Mo1V660690ZG20CrMo640660600620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660680 6006401Cr126807106006206306501Cr136907302Cr136407306006201Cr11MoV6407306206401Cr12W1MoV6707001Cr12Mo6806906306502Cr12NiMo1W1V66068015Cr2Mo167072060062063065015Cr1Mo1V710730660680ZG20CrMoV700720630650670690用两次正火一次回火所代替，不做专门的去应力回火ZG15Cr1Mo1V730750700720ZG15Cr1MoA680700630650640660ZG15Cr2Mo1700720650670457.705级大齿轮最终去应力温度为500，如控温准确时可提到530116.276转子除应力温度为620/14h注： 经正火回火的铸件或型材件。 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。 除焊接应力时按80/h升，60/h降，执行。 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（2030），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：组钢为450480。、组钢为500520（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 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。 形状复杂的碳钢件及部分合金钢件（见表1），采用此段。 铬不锈钢及奥氏体钢 工具钢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 正火 退火5.3回火、时效及去应力 回火注：530以下按此系数计算回火时间。 时效（奥氏体钢） 除应力 形状简单的零件去校直应力时空冷。 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12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。5.4 工艺规范的几点说明:“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。 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） 38CrMoAlA钢淬火保温时间应按规定再延长30。 要求淬硬零件的回火保温时间至少不小于1小时。 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。 氮化件氮化后除校直应力时，除应力的整个过程均需通氮。 按Z75.22-86 GH2136时效热处理为300入炉，随炉升温至710±10，保温烧透1216h 出炉空冷，达HRC3242。6. 化学热处理工艺规范6.1氮化 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38CrMoAlA0.309003级25Cr2MoVA0.3065030Cr1Mo1V0.3065030Cr2MoV0.30650ZG20CrMoV0.3055034CrNi3Mo0.304501Cr11MoV0.30650喷嘴组层深为0.150.25（mm）1Cr12W1MoV0.206952Cr12NiMo1W1V 工艺规范 炉冷具体规定见注意事项。 喷嘴组保温时间为68小时。 加药丸去除零件表面钝化膜，用量每炉100120片。 注意事项： 零件氮化前必须清除表面锈斑，用汽油清洗表面油污。 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。 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100150mm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。 氮化冷却时，先停电随炉冷却至150时停氨，取出零件。 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 固体渗碳 保温时间根据渗碳炉装箱的数量及箱的大小而定。 气体渗碳 几点说明： 固体渗碳剂配方：7BaCO32.5Na2CO3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3035滴/分，保温时控制在6070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11.5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510mm。固体渗碳装箱零件间或箱壁间距不得小于1520mm。 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5CrMnMoHB415380（d10 3.03.2）HB285321（d10 3.43.6）8208405205601t模锻锻模胎模HB380320（d10 3.23.4）3t、5t模锻锻模5CrNiMoHB415380（d10 3.03.2）HB285321（d10 3.43.6）830880淬火 出油后立即装入准备好的回火炉中。回火 5CrNiMo回火油冷。说明： 燕尾采用自行回火。淬火过程：小型模具（H250mm）全部入油58（中型、大型入油812）然后把燕尾提出油面，待油面燃烧时再浸入油中，反复23次使燕尾自行回火。中型模具H250400mm，大型模具H400mm。 出油温度为250300，不得低于250，并准备一台350400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（）回火温度（）8Cr3冲头凹模820840见表242475055淬火 8Cr3预冷温度为780。回火4. 锻模热处理注意事项： 模具返修或翻新必须先进行退火以防开裂。 模具淬火加热均要保护锻模，保护见示意图，其它模具均应用生铁屑及干燥木炭保护其工作面，以防脱碳，并将模具垫起50100mm。 淬火后均要及时回火。 曲线中的保温时间模具高度×加热系数（分/mm）。“透”系指从炉膛到温起至工件各部颜色与炉膛颜色一致为止的持续时间。8. 有色金属热处理工艺规范8.1铝合金的热处理 热处理方法代表符号T1人工时效；T4固溶自然时效；T5固溶不完全时效；T6固溶完全时效； 铸造铝合金表10合金代号热处理方法固溶温度（）保温时间（h）冷却方法时效温度（）保温时间（h）冷却方法ZL104T1175±515空T6175±5106880100水175±515空ZL101T4175±51081280100水T5175±51081280100水150±513空8.2铜及铜合金 温度表11