热处理执行标准

结构钢热处理执行标准

1.目的：

规范本公司热处理车间结构钢的热处理作业流程，对结构钢的热处理过程、产品质量、成本等进行合理的控制。

2.适用范围：

     适用于本公司钢结构产品热处理的首件鉴定、产品过程的质量控制。

3.职责与权限：

    3.1车间主任：车间相关记录的审核确认，异常事件的协调处理。

    3.2班组长：协助车间主任管理好本班组人员，保质保量完成生产任务。

    3.3作业员：产品首件的检验、记录，完成下达的生产任务。

    3.4设备管理员：对管辖的设备进行维护、维修，对操作设备的作业员进行设备维护要点培训。

4.编制依据：

JB/T 10175-2000《热处理质量控制要求》

JB/T 3999-1999《钢件的渗碳与渗氮共渗淬火回火》

JB/T 3999-1999《热处理常用淬火介质技术要求》

JB/T 6049-1992《热处理炉有效加热区的测定》

JB/T 6050-1992《钢铁热处理零件硬度检测通则》

GB/T 16924-1997《钢的淬火与回火处理》

GB/T 15735-1995《金属热处理生产过程安全卫生要求》

5.热处理方式

按加热和冷却条件不同，结构钢件的主要热处理方式有：退火、正火、均匀化处理、淬火、回火、固溶处理、沉淀硬化、消除应力处理及除氢处理。

6.热处理操作要求

6.1．退火

退火是将结构钢件加热到Acs 以上20～30℃，保温一定时间，冷却的热处理工艺。退火的目的是为消除钢件组织中的柱状晶、粗等轴晶、魏氏组织和树枝状偏析，以改善铸钢力学性能。碳钢退火后的组织：亚共析结构钢钢为铁素体和珠光体，共析钢为珠光体，过共析钢为珠光体和碳化物。适用于所有牌号的钢件。图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图。

表l—1为结构钢常用退火工艺类型及其应用。表1-2结构钢退火工艺及退火后的硬度。

图1—1为几种退火处理工艺的加热规范示意图

6.2．正火

正火是将钢件目口热到Ac。温度以上30～50oC 保温，使之完全奥氏体化，然后在静止空气中冷却的热处理工艺。图1—2为碳钢的正火温度范围示意图。表1-3铸钢件正火工艺及退火后的硬度，表1-4常用低合金铸件正火或正火+回火工艺及硬度。正火的目的是细化钢的组织，使其具有所需的力学性能，也司作为以后热处理的预备处理。正火与退火工艺的区别有两个：其一是正火加热温度要偏高些；其二是正火冷却较快些。经正火的钢强度稍高于退火钢，其珠光体组织较细。一般工程用碳钢及部分厚大、形状复杂的合金钢多采用正火处理。

图1—2为碳钢的正火温度范围示意图

正火可消除共析结构钢和过共析结构钢中的网状碳化物，以利于球化退火；可作为中碳钢以及合金结构钢淬火前的预备处理，以细化晶粒和均匀组织，从而减少结构钢在淬火时产生的缺陷。

  表1-4常用结构钢正火或正火+回火工艺

淬火是将钢件加热到奥氏体化后(Ac。或Ac＆#8226;以上)，保持一定时间后以适当方式冷却，获得马氏体或贝氏体组织的热处理工艺。常见的有水冷淬火、油冷淬火和空冷淬火等。结构钢淬火后应及时进行回火处理，以消除淬火应力及获得所需综合力学性能。图1—3为淬火回火工艺示意图。表1-5钢件淬火、回火工艺及硬度。表1-6常用低合金钢调质工艺及硬度。

图1—3为淬火回火工艺示意图

结构钢淬火工艺的主要参数：

(1)淬火温度：淬火温度取决于钢的化学成分和相应的临界温度点。图1—3为结构钢件淬火工艺温度范围示意图。原则上，亚共析结构钢淬火温度为Ac。以上20～30 oC，常称之为完全淬火。共析及过共析钢在Ac。以上30～50 oC  淬火，即所谓亚临界淬火或两相区淬火。这种淬火也可用于亚共析钢，所获得的组织较一般淬火的细，适用于低合金结构钢件韧化处理。

(2)淬火介质：淬火的目的是得到完全的马氏体组织。为此，钢件淬火时的冷却速率必须大于临界冷却速率。否则不能获得马氏体组织及其相应的性能。但冷却速率过高易于导致变形或开裂。为了同时满足上述要求，应根据结构钢的材质选用适当的淬火介质，或采用其他冷却方法(如分级冷却等)。在650～400 oC  区间钢的过冷奥氏体等温转变速率最快，因此淬火时应保证在此温度内快冷。在Ms 点以下希望冷却缓慢一些，以防止淬火变形或开裂。淬火介质通常采用火、水溶液、油和空气。在分级淬火或等温淬火时，采用热油、熔融金属、熔盐或熔碱等。

6.4．回火

回火是将淬火或正火后的钢件加热到Ac，以下的某一选定温度，保温一定时间后，以适宜的速率冷却，使淬火或正火后得到的不稳定组织转变为稳定组织，消除淬火(或正火)应力以及提高钢的塑性和韧性的一种热处理工艺。通常淬火加高温回火处理的工艺称之为调质处理。淬火后的钢件必须及时进行回火，而正火后的钢件必要时才予以回火处理。回火后钢件的性能取决于回火温度、时间及次数。随着回火温度的提高和时间的延长，除使钢件的淬火应力消除外，还使不稳定的淬火马氏体转变成回火马氏体、托氏体或索氏体，使钢的强度和硬度降低，而塑性显著地提高。对一些含有强烈形成碳化物的合金元素(如铬、

钼、钒和钨等)的中合金钢，在400～500 oC回火时出现硬度升高、韧性下降的现象，称为二次硬化，即回火状态钢的硬度达到最大值。一般有二次硬化特性的中合金钢需要进行多次(1～3次)回火处理。钢件的回火按温度不同可分为低温回火和高温回火。

(1)低温回火：一般在150～250 oC  温度范围内进行。回火后可空冷、油冷或水冷。其目的是在保留钢件高强度和硬度的条件下，消除淬火应力。主要用于渗碳、表面淬火及要求高硬度的耐磨钢件。

(2)高温回火：高温回火温度为500～650 oC，保温适当时间后冷却。主要用于在淬火或正火后调钢的组织，使之兼有高强度和良好韧性的碳钢和低、中合金钢铸件。回火脆性是制定合金钢回火工艺时必须注意的问题。在下列两个温度范围内均可发生。在250～400oC 发生的脆性：经淬火成为马氏体组织的铸钢，在此温度范围内都会产生回火脆性。如稍高于此脆性温度区回火，则可消除此回火脆性。而且以后再在上述温度范围内回火时，也不会再出现回火脆性，故常称之为第一类回火脆性。在400～500 oC (甚至650 oC)发生的脆性：这对多数低合金铸钢都会发生，即发生钢的高温回火脆性。如将已在此温度范围内产生脆性的结构钢再加热到600 oC (或650 oC)以上，之后在水或油中快冷，即可消除此种脆性。然而已消除脆性的结构钢，如又加热到产生回火脆性的温度，脆性又会出现。这常称之为第二类回火脆性。

7.安全、卫生管理措施：

7．1  基本要求

    热处理车间应实施以保证生产过程安全、卫生为目标的现代化管理。其基本要求为：

    a)  发现、分析和清除生产过程中的各种危险因素和有害因素；

    b)  制订相应的安全、卫生规章制度；

    c)  对各类人员进行安全、卫生知识的培训、教育；

    d)  防止发生事故和职业病，避免各种损失。

7．2  人员

7．2．1  对人员的基本要求：

    a)  心理、生理条件应能满足工作性质要求；

    b)  应定期进行体检，其健康状况必须符合工作性质的要求。

7．2．2  对人员的技能要求：

    a)  必须掌握本专业或本岗位的生产技能，并经安全、卫生知识培训和考核，合格后方可上岗；

    b)  熟悉热处理生产过程中可能存在和产生的危险和有害因素，掌握导致事故的条件，并能根据其危害性质和途径采取防范措施；

    c)  了解本岗位的工作内容以及与相关作业的关系，掌握完成工作的方法和措施；

    d)  掌握消防知识和消防器材的使用及维护方法；

    e)  掌握个体防护用品的使用和维护方法；

    f)  掌握应急处理和紧急救护的方法。

7．3  安全、卫生管理机构

7．3．1  根据国家有关规定，建立和健全安全、卫生管理组织。

7．3．2  安全、卫生管理组织应按国家及有关部门规定的职能和职责，检查、监督和贯彻国家、部门下达的指令和规定，制订必要的规章制度，实行全面、系  统的标准化管理。