不锈耐热钢螺栓怎么热处理

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2016-04-21 13:04:52 作者: 所属分类:热处理知识 阅读:352 评论:0

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众所周知,不锈耐热钢按其钢材内部组织特征可分奥氏体型、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型四类。耐热不锈钢不能进行淬火回火,它的强度只能通过冷作硬化及合金元素强化成沉淀硬化等方法获得。目前,不锈钢和耐热钢紧固件的热处理,大都采用企业标准或各单位的专用工艺文件进行加工。由于对热处理工艺规范、设备、工艺、质量控制及检验的有关方面较严格,为提高不锈钢、耐热钢紧固件的发展和品质提升,我们进行了一些必要的摸索。
1.钢材分析
1.0--1.3升发动机排气歧管催化器壳体连接用六角螺栓,要求采用0Cr15Ni25Ti2MoAlVB钢制造。根据GB/T1221-1992耐热钢化学成分,对照GB/T14992-1994高温合金的化学成分,它们的化学成分基本一致。见表1。

 

0Cr15Ni25Ti2MoAlVB钢是奥氏体型耐热不锈钢,也可称为高温合金。该钢退火状态下塑性和韧性较好,可以进行冷镦成形,切削加工性能和热处理性能良好,可使用到650-700℃,用于耐热、耐腐蚀的受力的发动机壳体螺栓完全可行,具有高强度、高抗松弛性、低缺口敏感性、一定的持久强度、良好的抗氧化性。
0Cr15Ni25Ti2MoAlVB钢可作为耐热钢使用,也可以当作高温合金使用。在GB/T14992-1994中高温合金牌号为GH2132,相当于美国AISI/ASTM A638标准中为660钢和日本JIS G4315标准中的SUS660钢。
奥氏体型不锈钢0Cr15Ni25Ti2MoAlVB钢可作为耐热钢使用,这是由于奥氏体的再结晶温度高,铁和其它元素的原子在其中的扩散系数小,故其强化稳定性比铁素体高,用于工作温度高于650℃的发动机耐热紧固件多系奥氏体材料,是以奥氏体型不锈钢为基础添加一些热强性的合金元素而成。它们既可作为耐蚀性使用,也可作为耐热钢使用。
0Cr15Ni25Ti2MoAlVB钢含有大量的奥氏体稳定化元素,如铬、镍、钼、钛等合金元素。铬、镍在奥氏体型耐热钢中,能提高其抗氧化性;钼能提高奥氏体型钢的热强性;钛是比铬更易与碳结合形成稳定碳化物的元素,钛含量1.90%可以使大部分的碳存在于钛的碳化物之中,从而改善钢的抗晶间腐蚀能力。合金添加中有Al等元素,这种材料经过高温处理,并进行长时间的时效后,在组织中析出一种弥散的金属化合物,从而使该材料的抗拉强度提高。
1.工艺设计
发动机排气歧管用六角头螺栓,规格M8*20、M8*45,要求机械性能>7T级,硬度25HRCmin,抗拉强度Rm>780MPa。为此,我们进行了热处理工艺探索。热处理工艺试验参考国外相关工艺,修正某些参数,获得符合要求的机械性能。同时,根据工厂的生产现状,进行一些必要的摸索,确定我们的生产方式与可行的热处理工艺。
2.1生产工艺流程
备料—固溶—冷镦—再结晶退火—去应力回火—切六角头—搓丝—清洗—稳定化处理—时效—着色上蜡。
冷镦用耐热0Cr15Ni25Ti2MoAlVB钢丝牌号化学成分符合GB/T1221或GB/T14992标准,固溶状态交货,室温硬度≥200HRW。为了达到M8螺栓丝坯尺寸φ7.02-φ7.05必须经过材料高温拉拔,这时材料硬度可达到38HRc以上,不能进行冷镦成型,应进行固溶处理,以达到软化的目的。
2.1.1固溶
成品丝固溶温度采用990±10℃保温1.5h,然后水冷。固溶处理,就是将刚加热至高温,使碳化物得到充分溶解,然后迅速冷却,得到单一奥氏体组织。经固溶处理后,硬度最低、塑性韧度良好,硬度在17-20HRc,这时加工成型性能最好。

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