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工藝特點:加熱溫度:<A1
碳鋼及低合金鋼550~650ºC
高合金工具鋼600~750ºC
加熱速度:100~150ºC/h
保溫時間:3~5min/mm
冷卻速度:50~100ºC/h
組織性能的變化:消除鑄、鍛、焊及切削加工過程中的內應力,使其達到穩定狀態
適用范圍:鑄、鍛、焊、機械加工等各類金屬材料制品
名稱:再結晶退火
工藝特點:加熱溫度>TR+150~250ºC(TR≈0.4TM熔點)
保溫時間:0.5~1h
冷卻:空冷
組織性能的變化:發生恢復再結晶過程,使變形晶粒為細小等軸晶粒,消除冷作硬化效應及內應力
適用范圍:經冷加工成形的各類制品
名稱:擴散退火
工藝特點:加熱溫度:>Ac3、Acm線,在固相線以下高溫加熱
碳鋼1100~1200ºC
保溫時間:十幾小時到幾十小時
冷卻速度:同完全退火,為細化晶粒往往還需補充退火
組織性能的變化:均勻化學成分,消除改善顯微組織的偏析
適用范圍:鑄錠或鑄件
工藝特點:加熱溫度:Ac3+30~50ºC
加熱速度:碳鋼200ºC/h
低合金鋼:100ºC/h
高合金鋼:50ºC/h
保溫時間:碳鋼1.5~2min/mm
冷卻:<300ºC空冷
組織性能的變化:細化晶粒,降低硬度,提高塑性,去除內應力
適用范圍:亞共析鋼鑄鍛件,碳的質量分數為0.3%~0.8%
名稱:等溫退火
工藝特點:加熱溫度:視對組織的要求而定,可與完全退火相同或與球化退火加熱溫度相同(Ac3~Ac1)
等溫溫度:由鋼材成分及退火后硬度要求而定
等溫后冷卻:可空冷到室溫,大件需要緩冷到<500ºC空冷
組織性能的變化:同上,可按工藝要求獲得片狀或粒狀珠光體
適用范圍:碳的質量分數為0.3%~0.8%,亞共析鋼鑄鍛件,碳的質量分數為0.8%~1.2%過共析鋼的球化退火,淬透性好的鋼
名稱:球化退火
工藝特點:加熱溫度:<Am
①加熱到略高于Ac1,長時間保溫后緩冷到小于500ºC空冷
②加熱到Ac1+(20~30)ºC,透燒后快冷到Ar1-(20~30)ºC保溫,反復循環數次后緩冷到小于500ºC
③等溫球化退火,加熱到Ac1+(20~30)ºC,再快冷到Ar1以下保溫,然后可空冷
組織性能的變化:使碳化物球化,可改善共析、過共析鋼的切削加工性,降低硬度
適用范圍:共析、過共析鋼的鍛軋件
名稱:去氫退火
工藝特點:鍛件在鍛后冷卻到氫溶解度小而擴散系數又大的溫度(一般選擇在C曲線鼻尖附近溫度)長時間保溫組織性能的變化:消除鋼中的白點(發裂)適用范圍:大型碳鋼、低合金鋼、高合金鋼的鍛件
不銹鋼光亮退火的工藝的目的和要求:
1)消除加工硬化獲取滿意的金相組織
光亮退火爐主要用來進行不銹鋼在保護氣氛下的成品熱處理。當使用性能要求不同時,對光亮退火后金相組織的要求就不同,光亮熱處理的工藝也不同。
300系列奧氏體不銹鋼典型的熱處理工藝是固溶處理。在升溫過程中使碳化物溶入奧氏體,加熱到1050~1150℃,適當保溫一段短時間,使碳化物全部溶解于奧氏體,然后迅速冷卻到350℃以下,得到過飽和固溶體即均勻的單向奧氏體組織。這一熱處理工藝的關鍵是快速冷卻,要求冷卻速度達到55℃/s,快速通過碳化物固溶后的再析出溫度區(550~850℃)。保溫時間要盡量短,否則晶粒粗大,影響表面光潔度。
400系列鐵素體不銹鋼加熱溫度比較低(900℃左右),并較多采用緩冷獲得退火軟化組織。馬氏體不銹鋼采用退火方式,還可采用分段淬火再回火的方式處理。
從上述可知300系列與400系列不銹鋼在熱處理制度上差異很大,要想獲得合格的金相組織,就要求光亮退火爐的冷卻段設備有很大的調節余地。所以,現代先進的光亮退火爐,在其冷卻段往往采用強對流冷卻,設三個冷卻段,可單獨調節風量。沿帶鋼的寬度方向又分三個區段,通過風量導流調節帶鋼寬度方向的冷卻速度,控制板型
不銹鋼冷軋帶鋼熱處理的另一關鍵問題是要求整根帶鋼在寬度、長度上組織都很均勻。馬弗式光亮退火爐采用大尺寸馬弗管,從馬弗管外部均勻地組織加熱氣流螺旋式環繞而過,使帶鋼均勻加熱。而要確保帶鋼沿長度方向的組織均勻,就要保持帶鋼在加熱爐中的線速度不變。所以,在現代立式光亮熱處理爐前后都裝有可精密調整的輥式張力調整裝置。它不但要使帶鋼進出口速度滿足熱處理速度的要求,不受活套量空套或滿套的影響,而且要根據帶鋼的板型情況建立并精密調整帶鋼小張力,滿足板型的要求。
2)獲得無氧化光亮的表面
光亮退火,是在H2保護氣氛下對帶鋼進行熱處理。要達到BA板的要求,必須非常嚴格地控制爐內保護氣氛,盡量避免氧化。H2保護氣氛下氧化是怎樣發生的呢
不銹帶鋼的主要合金成分有Fe、Cr、Ni、Mn、Ti、Si等。在退火溫度范圍內,Fe、Ni的氧化不是主要問題。但Cr、Mn、Si、Ti的氧化區間恰好在加熱溫度范圍內。正是這些合金元素的氧化影響了帶鋼的表面光亮度。特別是鉻的氧化使帶鋼表面脫鉻,會降低不銹鋼的耐蝕性。當Cr含量在17%~18%、Ti含量在0.5%時,H2露點必須低于-60℃,才能避免Cr、Ti在800C~1150℃加熱區間內的氧化。
此外,在爐內如何保持保護氣體的純凈度也是關鍵問題。就這一點來說,馬弗罩密封性好,又不會發生如電加熱爐體材料對保護氣氛的污染,提供了較純凈的環境空間。加之,立式爐的帶鋼出入口都位于爐子的最下部,爐壓穩定,因而與臥式爐相比,空氣進入的危險小得多。但光亮退火爐的進出口密封箱、帶鋼運送段、張力調節輥及爐頂導向輥箱都應確保達到百萬分之幾(ppM級)的密封要求,使氧氣、水汽不能進入,保護氣體不能泄出。
退火爐制式:
將鋼帶展開并連續地在爐子內通過進行退火, 爐子形式有臥式和立式兩種。我公司主要采取臥式退火爐,在爐內完成對冷硬板帶的再結晶退火。
退火工藝:
退火爐由預熱段、輻射管加熱段、均熱段、爐喉、保護氣體循環噴射冷卻裝置、熱張輥室、熱張輥、爐鼻及檢測系統組成。其中,預熱段將爐內氣體與爐外大氣隔離,阻止爐外氣體進入爐內;輻射管加熱段用來將帶鋼加熱到規定的溫度;均熱爐用來使帶鋼在規定溫度下進行均熱再結晶;爐喉用來阻擋均熱爐對循環氣體噴射冷卻段的熱輻射;爐喉頂部設有紅外高溫計,檢測帶鋼溫度;循環氣體噴射冷卻器段用來按規定的冷卻速度冷卻帶鋼,快速冷卻段內表面襯有隔熱板。配置爐內氣氛溫度、露點、殘氧、壓力、板溫檢測裝置或儀器。
技術參數(以15萬噸熱鍍鋅退火爐為例):
名稱
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爐長
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最高爐溫
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加熱方式
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爐殼
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技術參數
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120m, 設有3處觀察孔
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900℃
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輻射管加熱, 內部設置電蠟燭點火器
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氣密焊接結構,內襯為耐高溫硅酸鋁保溫材料。內面敷設耐熱不銹鋼鋼板
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