一、各种金属材料在空气炉中加热淬火保温的369法则
1.碳素钢和低合金钢(45#、T7、T8等)
传统的碳素钢淬火加热时间的计算公式:T=K•αD
式中,T——加热时间min;
K——反映装炉状况的修正系数,通常在1.0~1.3范围内选取;
α——加热系数,一般在0.7~0.8min/mm;
D——工件有效厚度。
在实际生产中,一般也根据经验和工件有效厚度(mm)来计算保温时间。例如某45#钢工件的有效厚度为60mm,在空气炉中加热淬火保温时间大约是炉温到温后再保温60min,即工件的每1mm有效厚度加热1min,这是对于单件加热。对于大批量生产,一炉装入很多工件,就只有根据实际经验延长保温时间或通过窥视孔,观察工件透烧后再保温一定的时间。经验证明,如果按照369法则,对于碳素钢,保温时间仅需原传统保温时间的30%即可。例如,对于采用箱式炉加热60mm直径的45钢工件,其保温时间公需60min×30%=20min。
2.合金结构钢(40Cr、40MnB、35CrMo)
因为合金结构钢中添加了一些合金元素,在加热保温过程中为使碳化物均匀化需要一定的时间。根据369法则,合金结构钢加热的保温时间可以是原来传统保温时间的60%。例如用传统的公式计算的40Cr的保温时问如果为100min,根据369法则,新的保温时问为:100min×60%=60min。
3.高合金工具钢(9SiCr、CrWMn、Crl2MoV、W6、W8等)
对于这些合金元素含量较高的钢种,合金碳化物较多,因此需要较长的保温时间,使其均匀化。369法则的保温时间是原来传统保温时间的90%。
4.特殊性能钢(不锈钢、耐热钢、耐磨钢等)
这些钢种的369法则可按照合金工具钢的公式计算。即以传统公式计算的加热保温时间×90%作为保温时间。
5.预热淬火
对于大型工件(有效直径≥1m)调质处理的预热保温时问的369法则为
即 T1=3D
T2=6D
T3=9D
式中:T1为第一次预热时间/h;T2为第二次预热时间/h;T3为最终保温时间/h;D为工件有效厚度/m。
对于直径φ475~1030mm的大型锻件,淬火加热时应该有一次或二次预热保温,并且阶梯加热时,最大温差出现在400~560℃和800~850℃,在这两个温度范围内的保温时间也适用预热淬火的369法则。实际生产证明,对于空气炉加热的中小零件(有效尺寸≤500mm),预热和加热时的保温时间也可按369法则计算。
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