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　　答：調質nm400耐磨鋼板一般都是采用鍛件製造。大件的熱處理分為鍛後熱處理和最終熱處理兩類。

　　(1)鍛後熱處理。主要目的是防止鍛件產生白點，同時完成細化和均勻組織，消除應力，降低硬度。

　　熱處理的工藝曲線參考圖6-2，圖中表示不同鋼種鍛後防止白點的熱處理工藝與過冷奧氏體等溫轉變曲線的關係。

　　對於碳鋼及低合金鋼，采用圖6-2(a)工藝，使奧氏體在620～660℃保溫去氫，然後緩冷。

　　對於中、高合金鋼，采用圖6-2 (b)工藝，使奧氏體在280～320℃能較快地轉變為貝氏體組織，同時排除鍛件表麵的一部分氫，然後升溫到580～660℃，升溫速度≤80℃/h，使貝氏體組織中的氫因溫度上升而很快逸出。冷卻速度控製在≤50℃/h。

　　對於一些高合金鋼和截麵尺寸較大以及較重要的鍛件，采用圖6-2 (c)工藝，工藝中有一次重結晶，其目的是減少鍛件的殘餘應力，細化晶粒和減小過冷奧氏體的穩定性，使氫在整個截麵上分布更均勻，促使奧氏體迅速轉變，因而可降低鍛件對白點的敏感性。工藝中升溫速度≤80℃/h，冷卻速度控製在≤50℃/h。

　　(2)大件最終熱處理一調質熱處理。大型鍛件由於鑄造的化學成分嚴重不均，特別是碳的偏析比較嚴重，偏析條紋內某些元素的富集也十分嚴重。即使采用反複鐓粗和中心壓實，仍然不能解決鋼錠芯部缺陷。鍛後多次正火，也不能完全消除。

　　①熱處理加熱溫度與保溫時間：考慮到碳和合金元素的偏析，大型鍛件的奧氏體化溫度應比按該鋼號平均成分所定的溫度稍高，以利於碳和合金元素的溶解以及奧氏體成分的均勻化。但提高奧氏體化溫度增加了在隨後冷卻中的開裂傾向。

　　為此，分別製定奧氏體化溫度和淬火溫度的工藝是合理的。奧氏體化溫度可高一些，在此溫度下保溫，可保證珠光體完全轉變，合金元素充分溶解以及奧氏體成分均勻，然後使奧氏體化溫度降低到淬火溫度。可采取兩種方式：一種是空冷預冷，空冷時間根據工件鋼種和截麵而定，一般不使工件表麵溫度低於Ac3;另一種是使爐溫盡快降溫到不低於Ac3的溫度，並在此溫度下適當保溫，保證零件一定深度內的溫度有所降低。前一種方法空冷時間很難掌握，僅在表麵進行降溫，表層以下相當深度的溫度不能降低，而且大型鍛件的截麵大小相差懸殊，大截麵處的表麵溫度還未降低，中小截麵處的溫度已降低過低，影響製品性能。

　　(a)碳鋼及低合金鋼;(b)中合金鋼;(c)高合金鋼

　　加熱保溫時間：在nm400耐磨鋼板鋼件表麵溫度達到溫度後計算保溫時間，按加熱係數0. 6～1. 2h/100mm。

　　加熱過程的升溫速度也十分重要，為防止加熱開裂，加熱速度一般在30～100℃/h。

　　大截麵工件或高合金鋼，入爐溫度應該小於450℃，升溫過程中進行一次600～680℃預熱或二次預熱450～500℃、600～680℃的方式，減少工件內部和外部溫差。

　　淬火加熱的保溫時間：保溫時間必須足夠，讓碳化物充分溶解到奧氏體中，並完成奧氏體均勻化。在鹽浴爐中的加熱時，碳鋼的加熱係數為0. 25～0.4min/mm，低合金調質鋼為0.3～0.5 min/mm，在空氣電阻爐中加熱碳鋼的加熱係數為1～1.2 min/mm，低合金調質鋼為1.2～1. 5min/mm。

　　大件淬火，在空氣電阻爐中加熱保溫時間確定方式如下：對碳鋼和低合金鋼以及低淬透性鋼，沒有預熱的直接加熱工藝中，按照工件的有效厚度每100mm加熱保溫0.8～1.2h估算，在分段預熱的加熱淬火工藝中，按有效厚度每100mm加熱保溫0.6～0.8h估算。對於合金元素較多的鋼種，在直接加熱時，按有效厚度每100mm保溫1.1～1. 5h估算，分段預熱的淬火加熱工藝時，則按有效厚度每100mm加熱保溫0.8～1h估算。

　　②淬火冷卻及冷卻介質選擇：在確定大鍛件終冷溫度時，必須考慮成分的偏析，控製鍛件表麵終冷溫度時，則在馬氏體或貝氏體等希望的組織的轉變點以上的一定的溫度範圍就結束冷卻，以防止部分區域的超前轉變。

　　a.冷卻方式：根據鋼的淬透性曲線和工件的尺寸以及技術要求，合理地選擇冷卻介質和冷卻方式。一般來說，碳鋼用水淬火或水油雙液淬火，小尺寸的合金鋼選用油冷淬火，合金元素較多的鋼可以采用風冷或較緩和的冷卻方式。對於較大有效厚度的合金鋼材料需要采用水淬油冷的方式淬火或水空氣間歇冷卻方式。

　　工件的預冷也是淬火冷卻的一個關鍵工序，預冷時間借助與連續冷卻相圖和工件的溫度色澤來判定。

　　淬火時不應該成堆放入冷卻槽，防止工件冷卻不均勻或過大的淬火變形。

　　b.冷卻時間：中小件冷卻時間的確定可按下文參考。大件的冷卻時間由於質量效應的作用，在冷卻過程中截麵上的溫差相差很大，例如，Φ850mm的大件從880℃空冷，2h後表麵和心部溫差達到200℃;從880℃油冷，2h後表麵和心部溫差達到400℃。因此，大件熱處理時會產生很大的應力，加上溫差導致工件表麵和心部的相變不同時進行，造成大件在截麵上從心部到表麵的組織不同，心部形成珠光體，表麵形成馬氏體，產生性能差異。這些特點決定了大件調質和中小件有所不同。

　　決定冷卻時間時，理論上依據圖2-13(不同直徑棒料分別在水、油和空氣中冷卻時間冷卻曲線圖)，並結合相應鋼中的連續冷卻曲線圖。

　　采用水冷、油冷、水-油雙液冷卻、水-空氣-水、油-空氣-油等冷卻方法。水-空氣-水淬火方法的時間是第一次水冷必須保證工件表層在珠光體轉變區域以下溫度，冷卻時間為0.3～0. 5min/100mm，然後再空冷，空冷時間不少於1.5～2.0mm。空冷時以保證表麵溫度不超過回火溫度，以後每次逐次減少水冷時間，延長空冷時間。大件淬火冷卻公式(6-1)：

　　在冷卻介質中的冷卻時間t(s)可以按下式計算：

　　t=a×D (6-1)

　　式中α-冷卻係數，s/mm，水冷時取1.5～2;油冷時取9～

　　13;水-油雙液淬火時水中冷卻係數取0.8～1、油中

　　取7～9;

　　D-工件的有效厚度，mm。

　　淬火之後轉回火工序的時間需要根據連續冷卻曲線或等溫冷卻曲線來確定，大件淬火必須注意完成淬火或淬火冷透是不同的概念，淬火之後必須立即回火，回火的加熱速度也必須緩慢。

　　③回火

　　a.回火溫度：回火溫度根據硬度要求來確定，一般在500～650℃選擇，獲得回火索氏體組織，這種組織的強度和韌性適中。常用的調質nm400耐磨鋼板的硬度要求與回火溫度的關係見表6-1。

　　合金鋼零件的硬度要求和碳鋼相同時，其回火溫度要高於碳鋼的回火溫度。確定回火溫度時應該考慮工件的三要素：材料牌號、尺寸、質量以及工件的裝爐量和回火爐型。

　　表6-1 常用的調質鋼的硬度要求與回火溫度的關係

　　2.淬火冷卻方式：①水冷油淬;②水淬火;無標注為油冷淬火。

　　b.回火時間：回火應該在有強製空氣循環裝置的電爐中回火，一般取加熱保溫係數1.5～2.0 min/mm，中小型工件取上限，大件的保溫係數取下限。

　　c.回火後冷卻：有高溫回火脆性的工件，中小件應該采用油冷或水冷，然後在不引起回火脆性的溫度(<450℃)下再進行補充回火，以消除殘餘應力。對於大件回火之後應該采用緩冷到600～400℃後出爐空冷，不要采用水冷或油冷方式。大件防止回火脆性的方法是在選擇材料時考慮，選擇含有鎢、鉬合金元素的鋼種。碳鋼和含有鎢、鉬合金元素的工件回火之後可以空冷。

　　d.補充回火：對於回火之後校直的工件，校直之後必須進行一次500～550℃保溫2～4h的補充回火，以消除應力。

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