ZGCr28轮的热处理

名称:轮。材质:ZGCr28不锈钢
热处理要求:
⑴退火硬度≤180HB。
⑵采用硫-氮-碳共渗处理:硬度≥800HV;深度≥0.3mm。

⒈零件常见失效形式及应具备的性能
该零件用于从地下深处抽取盐卤液体介质的设备中,该介质引起的腐蚀是其失效的主要形式。同时,设备是在细长轴上连续安装数十分叶轮,在设备运转时,由于轴的挠度引起叶轮与中壳之间的摩擦,产生磨损和咬合粘连,影响设备的正常运转,因此,要求叶轮与中壳之间要有好的抗咬合能力和抗磨损能力。

⒉材料选用原则及热处理工艺选择
根据设备的工作条件,选用ZGCr28铁素体不锈钢,可以有效地抵抗反取介质的腐蚀。为解决叶轮与中壳之间的磨损、咬合,采用硫-氮-碳共渗工艺方法,ZGCr28可以在共渗条件下具有优良的抗磨损、抗咬合能力和硬度。

⒊零件主要加工工序
铸造——退火(A)——机械加工——硫-氮-碳共渗(B)——清理检查。

⒋热处理工艺分析及应注意的问题
(A)退火
ZGCr28是典型的铁素体不锈钢,铸造后采用退火处理,主要是消除铸造应力,便于加工,提高耐腐蚀能力。

铁素体不锈钢退火工艺。铁素体不锈钢退火温度在720~750℃,这一温度可以使铸造冷却时产生的σ相和475℃脆性得以消除,提高塑性、韧性和耐腐蚀能力。铁素体不锈钢的退火温度不能更高,以防止产生高温脆性。

这种泵的叶轮较小,考虑处理时有较大的装炉量,保温时间比理论计算值偏长。铁素体不锈钢退火与马氏体不锈钢退火的另一区别是采用空气冷却,而不是炉冷,这同样是为了防止缓慢冷却时可能有析出相。
(B)硫-氮-碳共渗。

硫-氮-碳共渗工艺,分为三个部分。

①预热。
共渗前的预热是采用井式电炉进行的,加热到300~350℃即可。这是为使工件在共渗前能消除表面水分,提高工件温度,既防止工件直接进入共渗炉时的迸溅,又防止工件入共渗炉时,盐浴降温太多。

②共渗。
叶轮共渗的主要目的是抗咬合,抗磨损,共渗盐浴温度取560~580℃,保温时间45~60min,盐浴成分控制为CNO-:36%~39%;S2-:2×10-3%~3×10-3%。

③冷却。
为保证共渗效果,降低CN-的排放浓度,采用氧化浴冷却。氧化浴温度为370~390℃。工件在氧化浴保温后出炉油冷。

硫-氮-碳共渗时应遵守工艺守则,注意渗前渗后的处理,确保共渗质量。

从理论上讲,铁素体不锈钢在共渗温度(560~580℃)范围可能会有脆性相析出,但考虑到保温时间较短,而零件又对冲击韧性无太高的要求,所以,叶轮允许采用硫-氮-碳共渗工艺,事实也证明,采用这种工艺是可以满足使用要求的。

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