一、各種金屬材料在空氣爐中加熱淬火保溫的369法則
1.碳素鋼和低合金鋼(45#、T7、T8等)
傳統的碳素鋼淬火加熱時間的計算公式:T=K?αD
式中,T——加熱時間min;
K——反映裝爐狀況的修正系數,通常在1.0~1.3范圍內選取;
α——加熱系數,一般在0.7~0.8min/mm;
D——工件有效厚度。
在實際生產中,一般也根據經驗和工件有效厚度(mm)來計算保溫時間。例如某45#鋼工件的有效厚度為60mm,在空氣爐中加熱淬火保溫時間大約是爐溫到溫后再保溫60min,即工件的每1mm有效厚度加熱1min,這是對于單件加熱。對于大批量生產,一爐裝入很多工件,就只有根據實際經驗延長保溫時間或通過窺視孔,觀察工件透燒后再保溫一定的時間。經驗證明,如果按照369法則,對于碳素鋼,保溫時間僅需原傳統保溫時間的30%即可。例如,對于采用箱式爐加熱60mm直徑的45鋼工件,其保溫時間公需60min×30%=20min。
2.合金結構鋼(40Cr、40MnB、35CrMo)
因為合金結構鋼中添加了一些合金元素,在加熱保溫過程中為使碳化物均勻化需要一定的時間。根據369法則,合金結構鋼加熱的保溫時間可以是原來傳統保溫時間的60%。例如用傳統的公式計算的40Cr的保溫時問如果為100min,根據369法則,新的保溫時問為:100min×60%=60min。
3.高合金工具鋼(9SiCr、CrWMn、Crl2MoV、W6、W8等)
對于這些合金元素含量較高的鋼種,合金碳化物較多,因此需要較長的保溫時間,使其均勻化。369法則的保溫時間是原來傳統保溫時間的90%。
4.特殊性能鋼(不銹鋼、耐熱鋼、耐磨鋼等)
這些鋼種的369法則可按照合金工具鋼的公式計算。即以傳統公式計算的加熱保溫時間×90%作為保溫時間。
5.預熱淬火
對于大型工件(有效直徑≥1m)調質處理的預熱保溫時問的369法則為
即 T1=3D
T2=6D
T3=9D
式中:T1為第一次預熱時間/h;T2為第二次預熱時間/h;T3為最終保溫時間/h;D為工件有效厚度/m。
對于直徑φ475~1030mm的大型鍛件,淬火加熱時應該有一次或二次預熱保溫,并且階梯加熱時,最大溫差出現在400~560℃和800~850℃,在這兩個溫度范圍內的保溫時間也適用預熱淬火的369法則。實際生產證明,對于空氣爐加熱的中小零件(有效尺寸≤500mm),預熱和加熱時的保溫時間也可按369法則計算。
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