在碳钢铸件的生产中,中频感应加热设备进行热处理的目的是为了消除内应力和细化晶粒组织,从而改善铸件的性能。对于 低合金钢铸件来说,除了上述目的之外,更主要的是发挥合金元素提高淬透性的作用。因此,对低合金钢的主要热处理方式 是淬火加回火或正火加回火。
由于合金结构钢的淬透性高,元素偏析倾向大,加上导热性能差,在铸件凝固和冷却过程中所产生的内应力比碳钢铸件更大 ,铸件更易发生变形和开裂,故在落砂后不能承受任何机械的或热的冲击,而应首先进行消除内应力和细化组织的完全退火 处理,然后再进行加工。对于大型厚壁铸件,其中元素偏析更大,则应该采用中频感应加热设备进行退火热处理,消除元素 偏析及内应力,为发挥合金元素的作用,铸件在粗加工后,要进行淬火加回火处理,同时根据产品性能要求,正火后的冷却 方式可用空冷、吹风冷却或喷水雾冷却,对于要求缓冷部分应涂以适当厚度的黏土保温。
扩散退火的加热温度高至1000℃以上,保温时间长(十几小时),不但使成本提高,还使铸件表面严重氧化,甚至变形、开 裂,所以往往采用扩散正火来代替扩散退火,虽化学成分未达到均匀,偏析未完全消除,但力学性能尤其是韧性有了明显提 高,故采用中频感应加热设备进行正火热处理是一种可取的热处理方式。缩短扩散退火时间,加快合金元素在铸件中均匀化 (指消除枝晶偏析)的有效措施就是细化其初生晶粒。由实验得知,元素枝晶均匀化所需要的时间与晶粒的晶轴半径平方成 正比,故细小的晶粒加速实现扩散均匀化,对提高钢的性能是很有利的。同时,控制铸件结晶条件,对于减少成分偏析也有 良好的效果。如采用电渣熔炼新工艺生产的铸件,不但宏观偏析小,而且枝晶偏析也小得多。此外,定向凝固也能改善铸件 中的枝晶偏析情况,并提高铸件的性能。