用T12A钢(看到钢号后要想一想,这是什么钢?含碳量是多少?平衡组织是什么组织?平衡状态下性能怎么样?可能的用途有哪些?)制作某剪板机的刀片。为了得到更好的性能要进行锻打,但锻造后其纤维组织出现了两种缺陷:
(1)锻造时温度很高、时问较长,导致晶粒粗大;
(2)锻造后缓慢冷却,得到类似于平衡组织形态,网状二次渗碳体分布在晶界上。
这样的组织使材料的使用性能差、强度低、塑性及韧性很差,硬度较高(约30OHBS),切削加下性差。怎么办?
1.要网状二次渗碳体、细化过热的晶拉一正火
具体工艺:将锻后的T12A钢加热到950摄氏度 (为什么?)保温后(目的是什么?)拿出来放在空气中冷却-正火。(问题:炉冷、空冷、油冷、水冷,哪一种冷得很快?哪一种冷得很没?哪一种比较经济?)
相变过界:由于冷得较快,晶粒来不及长大且从奥氏体中析出的FeC来不及聚集到晶界形成网状渗碳体。显微组织为细小的P+片状的FeC。
性能特点:强度,塑性和韧性邵提高r.
缺点:硬度仍然比较高(255--321HBS),制造加工时刃具容易磨损。
2.要提高切削加工性能,便于制造加工,要降低硬度一退火
具体工艺:将空冷后的TI2A钢(显微组织为细小的P+片状的FeC)加热到760摄氏度。保温后仍放在炉内随炉冷却。
相变过程:由于温度不高,从奥氏体相变来的珠光体晶粒很细小。但片状渗碳体转变成为球状(在温度下,相有朝表面积很小的形态转变的动力)。
性能特点:强度、硬度下降。塑性、韧性提高,硬度仅为200HBS。符台翻造加工时的硬度要求。
缺点:使用性能不行,很快就会磨报。
问题:这是球化退火·是不完全退火。考虑一下,为什么不加热到960摄氏度,采用完全退火呢?球化退火适宜什么场合呢?为什么要在正火后采用呢?
3.要提高剪板机刀具的使用性能,增加硬度—淬火
具体工艺:将加工好的剪板机刀重新加热到780摄氏度。略加保温后放人水中快速冷却。
相变过程:由于冷却速度很快,细小的奥氏体中的碳来不及析出。转变成过饱和的品格严重崎变的。细小针状的马氏体(M)组织+没有相变的球状渗碳体。
性能特点:强度很高,硬度极高(HRC60左右)。缺点是内应力很大,塑性、韧性很差。即使不受外力也可能自行开裂,不能直接使用。
问题:为什么不将T12A钢加热到980摄氏度淬火?15钢淬火加热到多少合适?为什么要略加保温?有什么好处?
4.要解决马氏体的缺陷—回火
具体工艺:将悴火后的钢及时加热到l50-250摄氏度,保温后空冷或油冷。
相变过程:针状M中析出细小弥散的硬化降低不多(58-60HRC),过饱和态得到缓解。
性能特点:内应力大为降低,硬度降低不多(58-60)HRC,又具有的塑性和韧性。
5.总的工艺过程
下料-锻造-正火-球化退火-粗加工-淬火、低温回火-磨削。