热处理培训讲义

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1、中板厂热处理培训资料2011/8/5热处理基础知识随着我国工业技术水平的不断发展和提高，在造船业、机械加工业、石油化工、桥梁建筑等行业对中厚板的总体需求量增加的同时，对高等级高强度钢板的需求也与日俱增。采用控制轧制和控制冷却等技术的现代化中厚板生产线，远不能满足市场发展的要求，如市场需求大的高技术含量、高附加值的专用中厚板，包括性能均匀的高强度船板及海上石油平台用板、大跨度公路铁路两用桥梁板、高强度低焊接裂纹敏感性的低温压力容器板、高强度大线能量的石油储罐用钢等的生产，现代化的热处理方式仍然是无法替代。热处理：将金属或合金加热到预定的温度并保持一定的时间，然后用设定的

2、方法和速度冷却，以得到所需要的显微组织和性能的操作工艺叫热处理。其主要类型有：退火、正火、淬火、回火、固溶处理、时效处理以及冷处理、化学处理等。正火：把钢加热到Ac3（对于亚共析钢）或Accm（对于过共析钢）以上30～50℃，使钢全部奥氏体化，然后在空气中冷却，得到珠光体型组织的操作叫正火，也叫常化。若保温后以大于临界冷却速度快速冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体组织，这种热处理操作叫淬火。正火的目的：提高低碳钢的机械性能，改善切削加工性能；细化晶粒，消除魏氏组织，消除渗碳体网状组织；回火：把钢加热到AC1点以下的温度，保温一段时间，然后冷却的一种操作叫回火。回火的目的：

3、消除前工序产生的内应力；提高塑性和韧性，使其具有所需的性能软化用一般退火和等温退火得不到珠光体组织的钢材（如马氏体类型钢），以利于加工。回火时的加热温度，根据对钢件机械性能的具体要求来定，一般分为低温、中温及高温回火三种。调质：利用淬火和高温回火（或中温回火）这样双重热处理以得到所需要的强度和韧性的工艺叫做调质处理。淬火+低温回火：对于耐磨钢等要求表面硬度较高的钢种多采用淬火+低温回火。在线直接淬火(DQ)+回火：该技术是20世纪90年代以来发展的新技术。利用轧后的直接淬火设施(30mm以下较容易)实施钢板在线直接淬火，然后进行离线的回火处理，可大大节约热处理成本。目

4、前在生产高强度低碳贝氏体钢、油罐钢等钢种时采用较多。热处理装备、工艺的新发展热处理工艺的拓展与创新正火也叫常化或正常化，其目的在于使上一道工序中产生的非正常组织(如铁素体晶粒粗大、魏氏组织、带状组织、非铁素体+珠光体组织产物等亚共析钢组织缺陷)通过重结晶、均匀化组织予以改善(对低碳钢为细小等轴铁素体+均匀分布的块状珠光体组织)，从而改善其力学性能和工艺性能。钢板正火处理后晶粒细、碳化物分布均匀，力学性能良好。正火工艺可使目前普遍应用的以Nb、V、Ti等强碳氮化物形成元素的低(微)合金高强度钢板的延伸、低温冲击韧性和冷弯性能大幅改善。但值得注意的是，正火在提高热轧低碳低

5、合金钢板的工艺性能的同时，往往降低钢的强度，屈服强度和抗拉强度一般降低20～50MPa，对于控制轧制、控制冷却钢板严重的可降低80～120MPa。因此，为保证钢板的交货性能，在正火钢板成分设计时，应不同于一般的控轧控冷钢板，可适当增加C、Mn等固溶强化元素以提高强度(注意碳当量指标不要过高)，虽然热轧后钢板的延伸率或冲击功有所降低，但这两项指标在正火处理后会有大幅提高。正火+控冷(+回火)新工艺常化炉除处理“双高”产品外，另一大作用是挽救很多热轧后延伸或冲击不合产品，减少改判率。但随之而来的一个问题是一些延伸、冲击不合需挽救的产品本身强度富裕量小，容易导致处理后强度反

6、而不合。这除了在正火温度、时间上可以做一些调整外，还可以应用正火+控冷(+回火)工艺。为防止很多钢板正火后强度大幅降低，目前国内武钢、舞钢、重钢、太钢等都开发了正火+控制冷却的工艺，利用炉后淬火机或简易水冷设施等进行正火后弱水冷(水雾等)的工艺，可较好地弥补钢板的强度损失，依据太钢经验，钢板强度可提高10MPa。对于控制冷却后钢板性能波动较大的钢种或ASTM(美国材料与试验协会)中规定正火后加速冷却必须回火的钢种还可应用正火+控冷+回火工艺。正火+回火在锅炉压力容器钢板处理中采用较多，尤其是CrMo钢多采用正火+高温回火。调质(淬火+高温回火)近年来，超级钢、超低碳贝

7、氏体钢等生产技术蓬勃发展，许多传统调质处理生产的屈服强度450MPa以上的钢板利用超细晶等技术已经可以生产，但对于压力容器、石油储罐、桥梁、军工等重要结构钢板，很多标准和用户还是要求钢板以调质状态交货。因此，一条现代化的调质钢板生产线对于提高中厚钢板厂的产品档次是不可或缺的。调质即淬火+高温回火，代表钢种有油罐钢SPV490Q、14MnNbq、军工板921、模具钢P20等。目前，调质热处理线都是采用辊底式炉快速出炉后面配套辊压式淬火机。淬火+低温回火对于耐磨钢等要求表面硬度较高的钢种多采用淬火+低温回火。在线直接淬火(DQ)+回火该技术是20世纪90