船用锻件在锻造后需要进行热处理以消除内应力、改善组织性能并满足力学性能要求。其基本热处理要求如下:
1. 锻后热处理目的
·
消除锻造应力:防止后续加工或使用中变形或开裂。
·
·
细化晶粒:改善锻造过程中形成的粗大或不均匀组织。
·
·
调整硬度:便于机械加工。
·
·
为最终热处理做准备(如需要)。
·
2. 常用热处理方法
根据材料类型和性能要求,船用锻件锻后热处理通常包括以下工艺:
(1)退火
·
适用材料:碳钢、低合金钢、不锈钢等。
·
·
工艺要点:
·
o
加热至Ac3以上(完全退火)或Ac1附近(不完全退火),保温后缓慢冷却(炉冷)。
o
o
用于软化组织、改善切削性能或消除内应力。
o
(2)正火
·
适用材料:中碳钢、合金结构钢。
·
·
工艺要点:
·
o
加热至Ac3或Acm以上30~50℃,空冷。
o
o
细化晶粒,均匀组织,提高强度和韧性。
o
(3)回火(针对淬火后或高硬度锻件)
·
工艺要点:
·
o
加热至Ac1以下(通常500~650℃),保温后空冷或水冷。
o
o
消除淬火应力,提高韧性。
o
(4)去氢退火(针对易氢脆材料)
·
适用材料:高强度钢、合金钢。
·
·
工艺要点:
·
o
加热至200~300℃长时间保温,促进氢扩散逸出。
o
3. 关键控制参数
·
加热温度:根据材料成分和相变点确定(如碳钢一般为850~900℃正火)。
·
·
保温时间:按锻件截面厚度计算(通常1.5~2.5分钟/mm)。
·
·
冷却速率:退火需炉冷,正火为空冷,回火后一般空冷。
·
4. 执行标准
船用锻件热处理需符合以下标准要求:
·
国际/行业标准:
·
o
IACS UR W7(船用锻件规范)
o
o
ASTM A788(锻钢件通用要求)
o
o
EN 10250(锻钢件交货技术条件)
o
o
船级社规范(如CCS、DNV、LR等)。
o
·
力学性能:需满足拉伸、冲击、硬度等测试要求。
·
5. 注意事项
·
材料差异:高合金钢(如不锈钢、耐热钢)需特殊工艺(如固溶处理)。
·
·
避免缺陷:防止过热、脱碳或冷却过快导致裂纹。
·
·
记录可追溯:热处理曲线、工艺参数需存档备查。
·
6. 典型工艺路线示例
碳钢锻件:锻造 → 正火(或退火)→ 机械加工 → 最终热处理(如调质)。
合金钢锻件:锻造 → 正火+回火 → 粗加工 → 淬火+回火 → 精加工。
船用锻件的热处理工艺需严格根据材料牌号、锻件尺寸及船级社要求制定,必要时通过工艺试验验证。