锻件在淬火状态下有以下三个主要特征。国家大力发展基础设施建设,都需要大量高质量,可靠的起重设备,这恰好增大了起重机车轮在市场的需求量,随着国内建筑基础设施以及城乡改造的任务大增,塔式起重机进入一个新的发展时期。
(1)组织特征
根据钢件尺寸、加热温度、时间、转变特征及利用的冷却方式,钢件淬火后的组织主要由马氏体或马氏体+残余奧氏体组成,此外,还可能存在一些未溶碳化物。马氏体和残余奥氏体在室温下都处于亚稳定状态,它们都有向铁素体加渗碳体的稳定状态转化的趋势。
(2)硬度特征
由碳原子引起的点阵畸变通过硬度表示出来,它随过饱和度(即含碳量)的增加而增加。淬火组织硬度、强度高,塑性、韧性低。
(3)应力特征
包括微观应力和宏现应力,前者与碳原子引起的点阵畸变有关,尤其是与髙碳马氏体达到最大值有关,说明淬火时马氏体处于紧张受力状态之中;后者是由于淬火时横截面上形成的温差而产生的,工件表面或心部所处的应力状态是不同的,有拉应力或压应力,在工件内部保持平衡。如不及时消除淬火钢件的内应力,会引起锻件的进一步变形乃至开裂。
综上所述,淬火工件虽有髙硬度与髙强度,但跪性大,组织不稳定,且存在较大的淬火内应力,因此必须经过回火处理才能使用。一般来说,回火工艺是钢件淬火后必不可少的后续工艺,它也是热处理过程的最后一道工序,它赋予工件最后所需要的性能。
回火是将淬火钢加热到a1以下的某一温度,保温一定时间,然后冷却到室温的热处理工艺。它的主要目的为:
(1)合理地调整钢的硬度和强度,提高钢的韧性,使工件满足使用要求;
(2)稳定组织,使工件在长期使用过程中不发生组织转变,从而稳定工件的形状与尺寸;
(3)降低或消除工件的淬火内应力,以减少工件的变形,并防止开裂。