大型锻件在回火中的加热与冷却

大型锻件回火的目的是消除或降低工件淬火或正火冷却时产生的内应力，得到稳定的回火组织，以满足综合性能要求。在回火过程中还可继续去氢和使氢分布均匀，对降低或去除氢脆的影响是有利的。

1、入炉温度及升温前的停留时间  高合金钢大锻件淬冷终了时，心部尚有未充分转变的过冷奥氏体，在回火入炉的低温下长时间停留，实际上是心部继续冷却的过程。回火入炉温度应根据钢上的TTT曲线来确定，一般选择在Ms点附近，停留时间应保证使过冷奥氏体得到充分转变。碳钢和低和钢锻件在淬火冷却中，过冷奥氏体转变已基本转变完成，回火入炉后的停留只是为了减少锻件中的内外温差，以降低锻件中的内应力。

2、升温、均温和回火保温  回火加热时所产生的热应力与淬火后的残留应力叠加，可促使工件中缺陷扩大，所以回火加热速度应比淬火加热速度低一些。高温回火时，炉测温表到温后即为均温开始，当锻件表面火色均匀且与炉膛颜色一致时为均温终了。低温回火时无法判断火色，应根据实际经验，选择足够的回火时间。均温结束即为保温开始。实际上，保温时心部继续升温到回火温度，并完成回火转变过程。淬火后回火保温时间可选为2h/100mm,而正火后的回火为1.5h/100mm。

3、回火后的冷却与残留应力  大锻件高温回火后快冷，会引起大的残留应力，其数值主要取决于该钢的弹——塑性转变温度（碳钢和低合金钢为400-450摄氏度，合金钢为450-550摄氏度）以上阶段的冷却速度。为了减小锻件中的残留应力，应尽量降低锻件在高温阶段的冷却速度。为了缩短回火冷却时间以提高生产率，锻件在弹—塑型转变温度下区域可以采去较快的冷却速度。调质大锻件中残留应力是热残留应力，沿工件截面的分布规律是：表面受压、心部受拉，由中心到表面近似为一条不对称的余玄曲线，中心处轴向应力月比切向应力大一倍。必要时可根据锻件用钢的物理参数与回火工艺过程对盈利分布曲线进行定量计算。通常对重要锻件规定为，经高温回火后工件表面的残留应力值不得高于其屈服强度的10%或40mpa。

4、回火脆性 （第二类回火脆性）  用对回火脆性敏感的钢材制造大型关键时，为获得较高的冲击韧度，要求回火后快冷。但这将引起大的残留应力。在不引起回火脆性的温度下（450摄氏度）在进行补充回火，可使残留应力降低50%左右。为了保证冲击韧度符合要求而残留应力又较小，大锻件应采用对回火脆性不敏感的碳钢或添加钨（0.5%-1%）的合金钢来制造，并尽量降低钢中砷和锡等杂质的含量。采用合金化的方法来消除大锻件的第二类回火脆性，是有局限性的，关键在于提高钢液的纯净度，尽量减少有害杂质磷、砷、锡、锑的含量极其在晶界上的偏析程度。