鑄鋼件熱處理技術分析與研究

李 斌

（南京中盛鐵路車輛配件有限公司，南京 211213）

鑄鋼件是一種常見的金屬材質，具有廣泛的應用價值。常規(guī)鑄鋼件生產中，熱處理技術是鑄鋼件生產不可缺少的重要工藝，借助熱處理工藝中的退火、正火等工藝，可有效增強鑄鋼件的性能，滿足實際使用的需求?；诖?，本文展開對鑄鋼件熱處理技術的分析，并對一般鑄鋼件熱處理技術進行分析，研究熱處理對鑄鋼件的影響，再結合具體零件情況，分析其熱處理技術。

1 鑄鋼件常見熱處理工藝

鑒于熱處理技術對鑄鋼件作用，在實際的鑄鋼件生產中，人們需要有效應用鑄鋼件的熱處理技術，滿足實際使用的基本需求。具體的鑄鋼件熱處理工藝應用時，可以根據不同的加熱條件和冷卻條件，將具體熱處理分為退火、正火、均勻化處理、淬火、回火、固溶處理、沉淀硬化、消除應力處理和除氫處理等。借助這些工藝，則可完成對鑄鋼件的熱處理，現對具體技術進行闡述。

1.1 退火

對鑄鋼件實施加熱，且將其溫度控制在Ac3以上20～30℃，且處于這一溫度一段時間，給予保溫處理，再進行冷卻。退火的功能是對鑄鋼件的組織進行處理，使鑄鋼件內部的晶粒細化，并消除偏析，從而達到改善鑄鋼件力學性質的效果。

1.2 正火

將鑄鋼件加熱到Ac3溫度以上30～50℃，并保溫，促使鑄鋼件實現奧氏體化，然后將鑄鋼件靜置在空氣中冷卻。正火工藝可以使鑄鋼件的鋼組織細化，促使鑄鋼件具備所需的力學性能。正火與退火存在明顯差異，其中主要體現在：正火溫度高且冷卻快。

退火與正火的主要目的，是對鑄鋼件的硬度進行調整，便于切削工藝，并對殘余應力進行控制，規(guī)避鑄鋼件發(fā)生變形與開裂，還可以對鑄鋼件的力學性質進行改善，為最終的熱處理作好組織準備。

1.3 淬火

淬火是在經過退火與正火后，鑄鋼件完全奧氏體化后，并保持一定時間，選擇適宜的方式對其進行降溫，最終獲得馬氏體或貝氏體組織。具體的淬火工藝根據冷卻的方式不同，可以將其分為水冷、油冷和空冷淬火幾種形式。在淬火完成后，需要及時展開回火，實現對淬火應力的處理，最終保障鑄鋼件的性能。淬火的主要工藝參數包括淬火溫度、保溫時間和淬火介質三點。其中，淬火介質主要有水、水溶液、油和空氣等。

1.4 回火

回火是在淬火或正火后使用的工藝。當淬火或正火后，以某一選定的溫度保持一段時間，再結合鑄鋼件的實際情況，選擇冷卻時機，從而使得不穩(wěn)定組織可以得到轉化，進而得到穩(wěn)定組織?；鼗鸬闹饕δ苁窍慊鸹蛘饝?，增加鑄鋼件的塑性與韌性。其中淬火之后，必須及時實施回火，而正火則視情況確認是否使用回火。根據回火的溫度差異，可將鑄鋼件的回火分為兩種。一是低溫回火。溫度處于150～250℃保溫并冷卻，適用于滲碳和表面淬火等的耐磨鑄鋼件。二是高溫回火。一般回火溫度控制在500～650℃，主要適用于高強度與良好韌性的碳鋼和低合金鋼等。

1.5 固溶處理

將鑄鋼件加熱到適當溫度，促進過剩相充分溶解后，快速冷卻，最終可以得到過飽和固溶體。借助固溶處理，可促使碳化物及其他析出相溶解到固溶體中。根據不同鑄鋼件的情況，對固溶溫度進行有效控制。

1.6 沉淀硬化處理

在固溶或淬火后，將其置于適當的溫度環(huán)境中保溫，促使碳化物、氮化物、金屬間化合物等析出并彌散分布到基體中，進而保障鑄鋼件的硬度。根據鑄鋼件的材料類型不同，可選擇適當的沉淀硬化處理溫度，例如，低合金鋼需采用沉淀硬化處理。

1.7 消除應力

消除應力處理主要是控制鑄造應力、淬火應力等，從而確保鑄鋼件尺寸穩(wěn)定的效果。為消除應力，可將鑄鋼件加熱到Ac3溫度以下100～200℃，并保溫一段時間，隨爐冷卻。低合金鋼可選擇消除應力熱處理的方式消除應力。

1.8 除氫處理

除氫處理主要目的是增強鑄鋼件塑性的目的，溫度加熱到170～200℃或280～320℃，實施長時間處理，無組織變化，主要用于產生脆向的低合金鑄鋼件。

2 熱處理對鑄鋼件性能的影響

熱處理工藝對鑄鋼件性能影響較多，借助有效的熱處理技術，可對鑄鋼件的整體性能進行提升，使之滿足實際應用的基本需求，下面對具體的性能影響進行分析。

2.1 強度

以低合金鋼為例，經過有效的熱處理工藝后，可有效增強低合金鋼的強度。不同類型的熱處理工藝對合金鋼鑄鋼件的屈服強度大小影響不同。故此，在實際的低合金鋼應用中需要結合實際情況，對熱處理工藝進行調整。

2.2 伸長率

熱處理工藝對合金鋼鑄鋼件的影響也較為明顯，相關試驗研究表明，伸長率與熱處理之間存在明顯聯(lián)系，如果選擇適宜的熱處理工藝，低合金鋼鑄鋼件的伸長率可得到提升。例如，選擇滲碳+淬火+回火熱處理的工藝，可有效增強低合金鋼鑄鋼件的伸長率。

2.3 沖擊韌度

在夾雜物一定的條件下，低合金鋼鑄鋼件的沖擊韌性大小主要受基體組織的影響較大。選擇適宜的熱處理技術，可消除雜質對低合金鋼鑄鋼件的影響，增強其沖擊韌性。例如，借助滲碳+淬火+回火熱處理的工藝可增強韌度，增強鑄鋼件的可用性。

3 鑄鋼件熱處理技術的應用實踐

為進一步研究鑄鋼件的熱處理技術，本文結合某一型號城軌的剎車盤為例，分析其具體熱處理技術。城軌剎車盤是城市軌道交通安全行駛的關鍵，需要保障鑄鋼件具有良好的性能特點。以低合金鋼剎車盤為例，分析具體熱處理技術。

現以某一具體型號的剎車盤工藝，其具體為18CrMnTi，920～950℃滲碳，850～870℃油淬，回火180～200℃，表層硬度HRC58～67，心部HRC30～45。工藝主要由滲碳+淬火+回火。借助有效的熱處理技術，實現對剎車盤的生產，并滿足城市軌道交通剎車盤的基本需求。

此外，由于熱處理容易導致翹曲變形，為實現對所有翹曲變形較大的零件展開直接處理，人們要確保剎車盤端面的平面度≤0.5mm。同時，要展開鑄鋼件的清砂處理，熱處理后要清洗，并需保障熱處理后硬度均要達到使用標準，規(guī)避隱患，確保鑄鋼件的功能性與可靠性。

4 結語

本文研究分析鑄鋼件熱處理技術，先對鑄鋼件常見的熱處理技術展開分析，對具體的退火、正火、淬火和回火等熱處理工藝進行闡述，明確具體的鑄鋼件熱處理技術。在此基礎上，研究分析具體鑄鋼件熱處理中熱處理對鑄鋼件強度、伸長率和沖擊韌度等的影響，并得到不同熱處理工藝對鑄鋼件的性能影響存在差異。最后，結合某一具體剎車盤，分析具體剎車盤的熱處理技術及調質，從而滿足鑄鋼件的使用標準。

[1]李兵，唐正連，羅元元，等.熱處理工藝對低合金高性能鑄鋼組織和性能的影響[J].材料熱處理學報，2017，38（8）：88-95.

[2]喬根，李文輝.蓄熱式燃燒技術在大型鑄鋼件熱處理中的應用[J].鑄造工程，2017，41（5）：46-47.

[3]孫飛.鑄鋼件凝固與熱處理全過程組織與性能預測技術的研究[D].武漢：華中科技大學，2016：16-17.

[4]孫培端.常見牌號鑄鋼件的熱處理[J].江西建材，2017，（3）：264.

[5]張正芳，李書旭，趙旭平，等.提高低合金鑄鋼低溫性能的熱處理工藝優(yōu)化[J].鑄造技術，2016，（8）：1609-1610.