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1、CH 中国船舶工业总公司指导性技术文件 C B / z 7 0 -8 6 钢铁铸锻件的正火与退火 1 9 8 6 一 0 4 一1 4 发布 中国船舶工业总公司批准 中国船舶工业总公司指导性技术 文件 钢铁铸锻件的正火与退火 C B / z 7 0 一朋 组别:u 0 s 代替 c z 7 o -6 2 ， 适用范围 本文件适用于船用钢铁铸锻件的预先热处理 或最终热处理 。 2 术语及应用范围 2 . 1 正火 2 . 1 . 1将钢 铁加 热 到 A - A c 。 二 或 A 尝 . 以 上 适当 温度 ， 保 温 一 定 时 间后 在空 气中 冷 却 。 2 . 1 . 2 主要应用范围
2、 二 作为中 低碳钢、低合 金钢铸锻件消除应力、细化组织、改 善加工性能或作为一种预先热处理。 6 . 作为某些钢铁铸锻件的最终热处理。 c . 消除高碳钢或合金钢中 的网状碳化物。 d . 调整灰口 铸铁、球墨铸铁或蠕虫状石墨铸铁的基体组织。 2 . 2 退火 2 . 2 . 1 完全退火 将钢件加热到A c ， 以上的适当温度保温后缓慢冷却。 应用于中碳合 金钢 铸锻件改善组织、 消 除应力、 降低硬度和改善加工性能。 2 . 2 . 2 不完全退火 将钢件加热到A 。 一 A C 3 或A + 二 之间的适当温度保温后缓 慢冷却。应用于晶粒并未粗化 的中、 高碳 钢和低合金钢，以消 除应
3、力、改善加工性能。 2 . 2 . 8 去应力退火 将钢铁件加热到A . . 以 下的适当温度，保温 足够时间后缓慢冷却以消除铸、锻造及其他加工 所产 生的残余应力。 2 . 之 . 4 去氢退火 锻件在热锻后尽快地冷却 到氢在钢中 溶解度较小、扩散系数 较大的温度，经长时间保温，以 降低 钢中 的含氢量，消 除白点和减小氢脆的倾向。 2 . 2 . 肠 扩散退火 将 铸锻件加热到A c ， 以上足够高 的温度， 经长时间保温，以减少铸锻件的成分和组织偏析，然后 缓慢冷却以达到均匀化的目的。 之 . 2 二等温退火 将钢件加热到A . ,( 或A c , )以上的适当 温度， 保温一定的时间后
4、较快冷却到稍低于A , . 的某一温 度进行等温转变，以获得珠光体类组织，然后冷却。适用于中碳合 金钢、高合金钢的铸锻件。 2 . 2 . 7 球化退火 用适当 的加热和冷却方法使钢中 的碳化物球状化。适用于中高碳钢或合 金钢 的铸锻件。目 的是改 善组织、 降低硬度、提高塑性、改善切削加工性能或为最终热处理 作组织准备。 2 . 2 . 8 高 温石墨化退火 将铸铁高温加热和保温，使游离渗碳体分解， 以得到无白口组织的铸铁，用 于改善铸铁的机械性 能或加工性能。 中国船舶工业总公司抽鸽一 0 4 一 1 4 发布 ca/ z 7 o一 朋 2 . 2 二 低温石墨化退火 将 铸铁 加 热 到
5、A, 与 A , , 温度 之间 保 温 足 够 时 间 ， 使 珠光 体 基 体 中 的 共 析 渗 碳体 分 解 成 铁 素体 和石 墨，然后冷却以获得高 韧性的铸铁。 待处理件 3 . 1 待处理件的材料 待处理件的化学成分应符合国 家标准、专业 ( 部)标准或有关船级社的规定 。 3 . 2 待处理件的原始资料 待处理件的原始资料应根据表 1 规定 的项目 注明。 项目备注 (1 ) 材料试脸数据 钢号或化学成分 浇铸炉号. 强度级别. 硬度试验数据. 应表示出主要元素含量 按有关船级社的规定 (2) 待处理件的状态 铸造 锻造 焊接熔割 枝直 铸造工艺、金相或硬度 冷锻或热锻、金相
6、熔割或焊补的主要部位 冷校或热校及其部位 (3)加工余盆， 主要部位的粗加工或精加工余量 注:有 “”者对一般待处理件可以省略。 3 . 3 待处理件的外观质f形状及尺寸简图 3 . 3 . 1 待处理件不应有裂纹、伤痕、夹层、折盛、结 疤、夹渣等有 害缺陷。 3 . 3 . 2 待处 理件的简图 应正确表明工件的形状及其主要尺寸 。 4 设备 4 . 1 4 . 1 . 1 加热设备 加热设备在正常装炉量时.其有效加热区的温度偏差 应能 按表2 所示的范围进行调节和控制 。 C B / Z 7 0 一肠 表2 工艺类型 加热温度 有效加热区 内温度偏差 士 硬度偏差范围 单件批件. H nH
7、 R BH B H R B 正火A , ( A+m ) + 5 0 .7 0 2 5 A * * 2 5458 B . * *3 567 0 1 2 A: ,+5 0 一7 0 2 0 完全退火A1 2 + 3 0 一5 0 劲3 567 01 2 不完全退火 A . , + 3 0, 一5 0 2 03 567 0 1 2 去应力退火 A. ,一1 0 0 一2 0 0 2 5 去氢退火6 5 0 一6 7 0 或2 5 0 一i i i.2 5 扩 散 退 火 A, , +1 5 。 一2 0 0 3 O 等温退火 A ,+ 3 0 一 5 0 或A . . + 2 0 . 4 0 2 0
8、3 056 010 球化退火 A引+2 0 一3 0 1 5巧45 08 高温石墨化退火A-+5 0 一1 0 0 2 0 低温石墨化退火A六_A么2 0 。批件指同一炉批号材料、同一次处理的一组工作。 。. A适用于冷变形加工用钢材。 .*申 B 适用于一般钢材。 4 . 1 . 2 用煤炭、油、 天然气、煤气等燃料的加热炉火焰不能直接接触处理 件，以免明显损害质量 。 4 . 1 二 热 浴介质不应对处理件产生明显有害的腐蚀作 用。 4 . 1 . 4 连续作业炉应能调节输送速度。 4 . 1 . 5 热 处 理 加 热设 备 应能 保 证 处 理 件 在加 热 后的 随 炉冷 却 过程
9、中 各 部 分 的冷 却 速 度 不 得有 明 显 的差异。 4 . 2 温度测定及温度控制设备 4 . 2 . 1 各种热处理用加 热炉都应配 有温度测定 及温度控制 装置。加热设备中的每个加热区都应配 有跟踪处理温度与时间关系的记录装置。 4 . 2 . 2 热电 温度测量系统经校正后，其指示器上 温度读数的总误差不应超过表3 的规定。 表 3 预定温度 ( T)G 5 0 0 5 0 0 温度指示总误差士 51T/ 1 0 0 二8 设备的保养和维修 为了保证设备的精度 和使用性能，应按照热处理设备的操作规程 和维修制度定 期进行保养和维修 并保存有关记录。 CB/ Z T 6 一 肠
10、规程 5 . 1 待处理件的验收 在接受待处理件时要根据3 . 1 . 3 . 2 . 3 . 3 条 所规定的项目 进行 验收。 必要时可选用火花检验、化 学分析、 探伤、硬度、金相检 验等方法对待处理件作鉴别。 5 . 2 处理工艺的确定 待处理件经验收合格后，应根据 原始资料、处理目 的、工件的批量、形状尺寸、用户要求及车间 设备等具体条件来确定适当的热处理工艺。 5 . 3 装炉 待处理件装炉时，必须放置在相应的有效加热区内。 装炉量、装炉方式应保证处理件能均 匀地加热和冷却且不造成超差变形和其他缺陷。 随炉试样应安放在有代表性的位置。重要件的试样应与处理件相连。 5 工艺参数的选择
11、5 . 4 . 1 加热温度 加 热温度主要根据临界点、 处理目 的等因素来确定。其一般规律如表2 所示。 5 . 42 加热速度 主 要根据化 学成分、工件尺寸、形状等因 素来确定。对铸铁、高 碳钢、高合金钢及形状复杂 或截 面较大 的各类待处理件一般采用 低温人炉、控制升温或分 段预热的加热方式。一般的工件可在工作温 度装炉。 5 . 4 . 3 保温时间 保温时间与 化学成分、加热温度、加热介质、加热方式、装炉量、 堆放形 式、处理目 的以 及工 件 的形状尺寸等 各种因 素有关。确定保温时间时，必须保证处理件在规定的加热温度范围内保持一定 的 时 间。 5 . 4 . 冷却速度 为了
12、得到所需的金相组织和性能可选择适当的冷却速度。 正火件 一 般在自 然流通的空气中冷却。某些球墨铸铁 及形状简单的大型 铸锻件亦可采用风冷或喷 雾冷 却。 退火件 一 般采用随炉冷却到5 5 0 以下出炉在空气中冷却 ( 去氢退火除外)。 要求较小内应力 的钢件或塑性较差的铸铁件一般应随炉或控制温度缓慢冷却到3 0 0 以下出炉在 空气中冷却。 与 . 处理后的附属工序 5 . 5 . 1校直处 理后一般需作去应力退火。 5 . 5 . 2 在清除氧化皮或热浴的残留物时 应防止腐蚀及产生其他有害作 用。 5 . 6 热处理操作记录 对热处理过程中的作业方法及作业条件应作 必要的记录并保存之，必
13、要时这些记录 应得到检验人 员的认 可。 处理件的质 t 6 . 1 检验项目 生产厂可根据有关规定或用户要求进行 下述有关 项目 的检验。 二1 . 1 处理件表面不得有裂纹、伤痕等 有害缺陷。 6 . 1 . 2 机械性能 处理件有机械 性能要求时，需在图 纸及热处理委托单等单 据中加以 注明并按有关船级社 的要求逐 项试验。 C B/ Z 7 0 二翻 二1 . 匀 硬度 一般钢的硬度偏差范围如表2 所示。 船用大型铸锻件的单件硬度偏差范围可 用表2 中批量件数据考核， 或按设计图纸规定的数据考 核。 当硬度超出表 2 规定的范围时由供需双方协商解决。 二， . 4 金相组织 根据不同材
14、料及热处理工艺获得所需的正 常金相组织，并且各自 按照相应的金相标准来评定。 锻 钢的晶 粒度为58 级。 铸钢的晶粒度为4 一8 级。 二2 试脸方法 二2 . 1 探伤试验 处 理件的缺陷除用肉眼鉴定外亦可进行 磁粉 探伤、着色 探伤、 超声波探伤等 试验。 二: . 之 机械性能试验 机械性能试验可按下列 方法进 行。 二G B 2 2 8 -7 6 金属拉力试验 法， b . GB 2 2 9 -8 4 金属夏比 ( U型缺口)冲击试验法。 c . G B 2 1 0 6 -8 0 金属夏比 ( V型缺口)冲击试验法。 二2 二硬度试验 硬度试验可按下列任一种方法进行。 二 GB 1
15、8 1 8 -7 9 金属表 面洛氏硬度试验方法， . GB 2 3 1 -8 4 金属布氏硬度 试脸法。 二2 . 4 金相检验 金相检 验可按下列 方法进行。 二 Y B 2 7 -7 7 钢的晶 粒度测定法。 . Y B 3 1 -6 4 钢的显微组织 ( 游离 渗碳体、带状组织及魏氏组织)评定法。 c . G B 2 2 4 -7 8 钢的脱碳层深度侧定法， d . J B 2 2 6 4 -7 8( 灰铸铁全相标准 。 e . J B 1 8 0 2 -7 6 稀土镁球墨 铸铁金相标 准， L C B 1 0 3 0 -8 3 蠕虫状石墨铸铁金相检 验。 7 产品热处理报告单的一般内容 二 处理件数量、重1、合同号、原始资料编号， b . 工艺类型、热处理炉型， c . 处理、检脸时间， d . 检脸者， 二 质全检验结果。 附加 说明: 本标准 由材料专业组提出 ，由7 2 5 所归口。 本标准由中华造船厂起草。 本标准主要起草人董驾龙。 本标准本次修订主 要内容: 原C Z 7 0 -6 2 黑色金属铸锻件的退火的正火内容比 较具体，缺乏一般指导意义。现按照船 规 要求，参考国外先进标准， 编制本文 件， 对船用钢铁铸锻件的正火与退火作了 一般原则的规定 ，能普遍 指导生产。