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　　答：調(diào)質(zhì)nm400耐磨鋼板一般都是采用鍛件制造。大件的熱處理分為鍛后熱處理和最終熱處理兩類。

　　(1)鍛后熱處理。主要目的是防止鍛件產(chǎn)生白點(diǎn)，同時(shí)完成細(xì)化和均勻組織，消除應(yīng)力，降低硬度。

　　熱處理的工藝曲線參考圖6-2，圖中表示不同鋼種鍛后防止白點(diǎn)的熱處理工藝與過冷奧氏體等溫轉(zhuǎn)變曲線的關(guān)系。

　　對(duì)于碳鋼及低合金鋼，采用圖6-2(a)工藝，使奧氏體在620～660℃保溫去氫，然后緩冷。

　　對(duì)于中、高合金鋼，采用圖6-2 (b)工藝，使奧氏體在280～320℃能較快地轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w組織，同時(shí)排除鍛件表面的一部分氫，然后升溫到580～660℃，升溫速度≤80℃/h，使貝氏體組織中的氫因溫度上升而很快逸出。冷卻速度控制在≤50℃/h。

　　對(duì)于一些高合金鋼和截面尺寸較大以及較重要的鍛件，采用圖6-2 (c)工藝，工藝中有一次重結(jié)晶，其目的是減少鍛件的殘余應(yīng)力，細(xì)化晶粒和減小過冷奧氏體的穩(wěn)定性，使氫在整個(gè)截面上分布更均勻，促使奧氏體迅速轉(zhuǎn)變，因而可降低鍛件對(duì)白點(diǎn)的敏感性。工藝中升溫速度≤80℃/h，冷卻速度控制在≤50℃/h。

　　(2)大件最終熱處理一調(diào)質(zhì)熱處理。大型鍛件由于鑄造的化學(xué)成分嚴(yán)重不均，特別是碳的偏析比較嚴(yán)重，偏析條紋內(nèi)某些元素的富集也十分嚴(yán)重。即使采用反復(fù)鐓粗和中心壓實(shí)，仍然不能解決鋼錠芯部缺陷。鍛后多次正火，也不能完全消除。

　　①熱處理加熱溫度與保溫時(shí)間：考慮到碳和合金元素的偏析，大型鍛件的奧氏體化溫度應(yīng)比按該鋼號(hào)平均成分所定的溫度稍高，以利于碳和合金元素的溶解以及奧氏體成分的均勻化。但提高奧氏體化溫度增加了在隨后冷卻中的開裂傾向。

　　為此，分別制定奧氏體化溫度和淬火溫度的工藝是合理的。奧氏體化溫度可高一些，在此溫度下保溫，可保證珠光體完全轉(zhuǎn)變，合金元素充分溶解以及奧氏體成分均勻，然后使奧氏體化溫度降低到淬火溫度。可采取兩種方式：一種是空冷預(yù)冷，空冷時(shí)間根據(jù)工件鋼種和截面而定，一般不使工件表面溫度低于Ac3;另一種是使?fàn)t溫盡快降溫到不低于Ac3的溫度，并在此溫度下適當(dāng)保溫，保證零件一定深度內(nèi)的溫度有所降低。前一種方法空冷時(shí)間很難掌握，僅在表面進(jìn)行降溫，表層以下相當(dāng)深度的溫度不能降低，而且大型鍛件的截面大小相差懸殊，大截面處的表面溫度還未降低，中小截面處的溫度已降低過低，影響制品性能。

　　(a)碳鋼及低合金鋼;(b)中合金鋼;(c)高合金鋼

　　加熱保溫時(shí)間：在nm400耐磨鋼板鋼件表面溫度達(dá)到溫度后計(jì)算保溫時(shí)間，按加熱系數(shù)0. 6～1. 2h/100mm。

　　加熱過程的升溫速度也十分重要，為防止加熱開裂，加熱速度一般在30～100℃/h。

　　大截面工件或高合金鋼，入爐溫度應(yīng)該小于450℃，升溫過程中進(jìn)行一次600～680℃預(yù)熱或二次預(yù)熱450～500℃、600～680℃的方式，減少工件內(nèi)部和外部溫差。

　　淬火加熱的保溫時(shí)間：保溫時(shí)間必須足夠，讓碳化物充分溶解到奧氏體中，并完成奧氏體均勻化。在鹽浴爐中的加熱時(shí)，碳鋼的加熱系數(shù)為0. 25～0.4min/mm，低合金調(diào)質(zhì)鋼為0.3～0.5 min/mm，在空氣電阻爐中加熱碳鋼的加熱系數(shù)為1～1.2 min/mm，低合金調(diào)質(zhì)鋼為1.2～1. 5min/mm。

　　大件淬火，在空氣電阻爐中加熱保溫時(shí)間確定方式如下：對(duì)碳鋼和低合金鋼以及低淬透性鋼，沒有預(yù)熱的直接加熱工藝中，按照工件的有效厚度每100mm加熱保溫0.8～1.2h估算，在分段預(yù)熱的加熱淬火工藝中，按有效厚度每100mm加熱保溫0.6～0.8h估算。對(duì)于合金元素較多的鋼種，在直接加熱時(shí)，按有效厚度每100mm保溫1.1～1. 5h估算，分段預(yù)熱的淬火加熱工藝時(shí)，則按有效厚度每100mm加熱保溫0.8～1h估算。

　　②淬火冷卻及冷卻介質(zhì)選擇：在確定大鍛件終冷溫度時(shí)，必須考慮成分的偏析，控制鍛件表面終冷溫度時(shí)，則在馬氏體或貝氏體等希望的組織的轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的一定的溫度范圍就結(jié)束冷卻，以防止部分區(qū)域的超前轉(zhuǎn)變。

　　a.冷卻方式：根據(jù)鋼的淬透性曲線和工件的尺寸以及技術(shù)要求，合理地選擇冷卻介質(zhì)和冷卻方式。一般來說，碳鋼用水淬火或水油雙液淬火，小尺寸的合金鋼選用油冷淬火，合金元素較多的鋼可以采用風(fēng)冷或較緩和的冷卻方式。對(duì)于較大有效厚度的合金鋼材料需要采用水淬油冷的方式淬火或水空氣間歇冷卻方式。

　　工件的預(yù)冷也是淬火冷卻的一個(gè)關(guān)鍵工序，預(yù)冷時(shí)間借助與連續(xù)冷卻相圖和工件的溫度色澤來判定。

　　淬火時(shí)不應(yīng)該成堆放入冷卻槽，防止工件冷卻不均勻或過大的淬火變形。

　　b.冷卻時(shí)間：中小件冷卻時(shí)間的確定可按下文參考。大件的冷卻時(shí)間由于質(zhì)量效應(yīng)的作用，在冷卻過程中截面上的溫差相差很大，例如，Φ850mm的大件從880℃空冷，2h后表面和心部溫差達(dá)到200℃;從880℃油冷，2h后表面和心部溫差達(dá)到400℃。因此，大件熱處理時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力，加上溫差導(dǎo)致工件表面和心部的相變不同時(shí)進(jìn)行，造成大件在截面上從心部到表面的組織不同，心部形成珠光體，表面形成馬氏體，產(chǎn)生性能差異。這些特點(diǎn)決定了大件調(diào)質(zhì)和中小件有所不同。

　　決定冷卻時(shí)間時(shí)，理論上依據(jù)圖2-13(不同直徑棒料分別在水、油和空氣中冷卻時(shí)間冷卻曲線圖)，并結(jié)合相應(yīng)鋼中的連續(xù)冷卻曲線圖。

　　采用水冷、油冷、水-油雙液冷卻、水-空氣-水、油-空氣-油等冷卻方法。水-空氣-水淬火方法的時(shí)間是第一次水冷必須保證工件表層在珠光體轉(zhuǎn)變區(qū)域以下溫度，冷卻時(shí)間為0.3～0. 5min/100mm，然后再空冷，空冷時(shí)間不少于1.5～2.0mm。空冷時(shí)以保證表面溫度不超過回火溫度，以后每次逐次減少水冷時(shí)間，延長(zhǎng)空冷時(shí)間。大件淬火冷卻公式(6-1)：

　　在冷卻介質(zhì)中的冷卻時(shí)間t(s)可以按下式計(jì)算：

　　t=a×D (6-1)

　　式中α-冷卻系數(shù)，s/mm，水冷時(shí)取1.5～2;油冷時(shí)取9～

　　13;水-油雙液淬火時(shí)水中冷卻系數(shù)取0.8～1、油中

　　取7～9;

　　D-工件的有效厚度，mm。

　　淬火之后轉(zhuǎn)回火工序的時(shí)間需要根據(jù)連續(xù)冷卻曲線或等溫冷卻曲線來確定，大件淬火必須注意完成淬火或淬火冷透是不同的概念，淬火之后必須立即回火，回火的加熱速度也必須緩慢。

　　③回火

　　a.回火溫度：回火溫度根據(jù)硬度要求來確定，一般在500～650℃選擇，獲得回火索氏體組織，這種組織的強(qiáng)度和韌性適中。常用的調(diào)質(zhì)nm400耐磨鋼板的硬度要求與回火溫度的關(guān)系見表6-1。

　　合金鋼零件的硬度要求和碳鋼相同時(shí)，其回火溫度要高于碳鋼的回火溫度。確定回火溫度時(shí)應(yīng)該考慮工件的三要素：材料牌號(hào)、尺寸、質(zhì)量以及工件的裝爐量和回火爐型。

　　表6-1 常用的調(diào)質(zhì)鋼的硬度要求與回火溫度的關(guān)系

　　2.淬火冷卻方式：①水冷油淬;②水淬火;無標(biāo)注為油冷淬火。

　　b.回火時(shí)間：回火應(yīng)該在有強(qiáng)制空氣循環(huán)裝置的電爐中回火，一般取加熱保溫系數(shù)1.5～2.0 min/mm，中小型工件取上限，大件的保溫系數(shù)取下限。

　　c.回火后冷卻：有高溫回火脆性的工件，中小件應(yīng)該采用油冷或水冷，然后在不引起回火脆性的溫度(<450℃)下再進(jìn)行補(bǔ)充回火，以消除殘余應(yīng)力。對(duì)于大件回火之后應(yīng)該采用緩冷到600～400℃后出爐空冷，不要采用水冷或油冷方式。大件防止回火脆性的方法是在選擇材料時(shí)考慮，選擇含有鎢、鉬合金元素的鋼種。碳鋼和含有鎢、鉬合金元素的工件回火之后可以空冷。

　　d.補(bǔ)充回火：對(duì)于回火之后校直的工件，校直之后必須進(jìn)行一次500～550℃保溫2～4h的補(bǔ)充回火，以消除應(yīng)力。

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