1、中华人民共和国第三机械工业部指导性技术文件航空结构钢的热处理HB/ Z5025- 77 北京1 978 中华人民共和国第三机械工业部指导性技术文件航空结构钢的热处理HB/Z50Z5-77 : 本文件叙述了航空结构钢适用的各种热处理工艺规范，工艺过程中应注意的问题，及对热处理设备与质量检验的有关要求。是指导工厂进行航空结构钢零件热处理生产的主要技术依据。-、热处理规范加热温度1.各种钢的猝火、正火、完全(等温)退火及低混退火的加热温度见表1。2.各种钢的回火温度见表20加热时间和方法3.结构钢零件一般在空气电炉、盐浴炉中加热。对于具有成品尺寸的薄壁零件、螺栓及特别重要的零件，建议在盐浴炉、可控气
2、氛炉、惰性气体或真空炉中加热，也可用涂料保护在一般空气电炉中加热。盐浴炉应寇期用脱氧剂脱氧。应注意所使用的脱氧剂及保护涂料与所处理的金属不应发生不良反应。第三机械工业部发布三0-研究所提出1978竿10月1日实施-二等厂起草浒M胡田间被汩表1猝1 95 | 叶6601 2mo i 65MSO i油或水ii I 30-37 I 580660 I I I 5胁m! ! I空气叫 650-700 : I I - _. - I I I油或水|注80; 480-520 r I I - i 70-90 580.|1728!580650| ! 9川10: 500,. 58 0 : 28.36 J 50()-
3、.-580 i ! _ 90-110 i 440-460 I 27-35 ! 440-460 110. 130 I 360-400* 淋N湖溅用zmNmON由t叫叫注*允许采用等温梓火用于愣钉，性能按有关技术指标续8 备二洲38CrMoA)A 20CrMoA 1 13 17 I圳A16 18 油或水|申当萍火后蜒皮满足油或水j要求时，允许用200-i 250t I司火3oCrMoA 19 360400 35-41 16CrSiNi 20 油或水550-600 21-31 60(-650 7()-90 25CrMnSiA 21 480-530 32-38 480-530 100.120 -一_1
4、-.-一-一-一叫-油空气、560-640 32-37 560.640 注100120 30Cr2Ni2WA 22 Z白N钥eN伺i叫叫540-620 38-42 540-620 空气、油600-650 33-37 600-650 注10530Cr2Ni2WVA 23 580-630 38-42 580-630 640.690 70-90 满NU泪满到部壁零件回火后允许空冷i油、水540-600 27 -35 600.660 540-600 80-100 90.110 30CrMnSiA 24 500-570 480-540 32-38 35-41 500-570 100-120 480-54
5、0 470-510 250-300 -. 十一-一-110.130 3oCrMnSiNi2A 160-180 120-140 25 浒MmWH.w硝ZW川续工回NUONm1叫叫玲却介质|油胁|注备7 挂硬度的回火规范5 回火温度-590 36-41 4 2.0 两端开口短管2.0 一端封闭管2.4 *管或两端封闭的管.! 9.所有的帮火槽(包括用于等温洋火的硝石或碱槽)，应装备有保证洋火介质充分循环、冷却或加热的装置，并应具有充分冷却摔火零件的足够容积。10.泊中洋火的零件在回火前一般应清除油污。飞11.零件体火后原则上成及时回火。对高碳、高合金钢、形状复杂及水冷洋火的零件，成尽量缩短洋火到回
6、火的时间HB/Z5025-77 共25页第15页表6叫M名称|问1 I K!JOs I 50 1 NaNOs ! 50 2 ; KNOs . 55 : NaNOzI 45 |KOH NaOH 3 ! NaNOz 1 KN0 3 H20 4 I NaOH 熔化温度吧; 使用温度oc220 245-500 137 I 150-500 ququ9。want噜i-140 I 160-300 100 间隔，其他一般不应超过12-15小时。等温摔火与回火之间的时间间隔不作限制。12.经摔火的零件如要校正，一般应在回火后进行。但等温摔火的零件例外，回火前或因火后进行皆可。校正时最好采用静负荷方法。经摔火或团
7、火后的30CrMnSiA钢零件如要校正，可加热到2750C或450-5000C(但应比该零件的回火温度低20.，300C)的温度选行热校。在有条件的情况下，零件的校正最好在定型夹具上结合回火一起进行。经冷校的零件，一般应进行去应力回火，其回火温度应低于原先回火温度。对于贝氏体等温洋火的零件，经冷校后应在180-2500C温度下回火。共25页第16页HBlz5025-77 13.零件在空气电炉中经热处理后，一般应采用吹砂和喷丸等方法清除氧化皮。在盐炉、碱糟等加热的零件，应在热水(;600C)中仔细洗净残盐、残碱并干燥，以免腐蚀零件表面。经清洗并干燥或吹砂后零件的防锈处理应按工厂有关技术文件规寇选
8、行。V 14.零件允许重复热处理。重复洋火次数对于厚度大于1毫米的零件允许不超过两次，对于厚度为1毫米及以下者仅允许一次。重复洋火前，对高强度钢，形状复杂的大型零件应进行中间退火、回火或预热，其它一般不进行消除应力加热。重复回火不限次数。其它热处理工序的重复次数和增加重复猝火次数，由工厂冶金部门确定。二、热处理操作方法说明预备热处理和冷变形钢的热处理15.低碳钢和中碳钢在退火成粒状珠光体组织后，虽然硬度较低，但切削加工性能不好。强度低的铁素体及片状珠光体组织的钢以及冷作硬化状态供应的钢均具有最好的切削加工性能。16.为改善钢的切削加工性能，建议对低、中碳销进行正火，对合金结构钢进行完全退火、正
9、火十低温退火。呈冷作硬化状态供应的精整钢，可直接或者在500-5500C消除内应力回火之后进行切削加工。17.为改善热轧的30CrMnSiA、25CrMnSiA、16CrSiNi等钢的切削加工性能，也可以采用不完全退火(其规范为在HB/Z5025-77 共25页第17页7800C保温后，截面大于10毫米时在空气中冷却，截面等于或小于10毫米时，则随炉冷至6500C出炉空冷)。为改善热轧的30CrMnSiNi2A钢的切削力日工性能，建议进行正火+不完全退火其规范为加热至7800C保温后，随炉冷至6500C并在此温度下保持2.，5小时后出炉空冷)。允许用低温退火代替不完全退火，其规范为加热至670
10、-7100C，保温2_，6小时后空冷。18.为消除锻件显微组织不均匀性，改善过热组织及切削加工性能，建议进行正火、正火+高温回火、完全退火或等温退火。厚度大于20毫米的30CrMnSiA钢锻件可以进行正火，成堆地空冷。30CMnSiNi2A钢锻件可以进行正火+不完全退火或正火+低温退火。19.用渗碳钢(如12CrNi3A、12Cr2Ni4A等钢制造要求较高光洁度的零件如齿轮齿部)时，可采取半成品调质处理到布氏硬度为HB(d) 3.5-4.0毫米，以改善钢的切削加工性能。20.具有粒状珠光体组织的钢有最好的冷深冲压、拉伸及冷徽性能。在冷深冲压、拉伸、冷徽前或其加工过程中，为改善和恢复材料的塑性而
11、进行的中间热处理，建议采用低温退火(10和20钢进行正火或完全退火)。为了提高金属的冷深冲压、拉伸及冷徽性能，建议采用l-小时低温退火或进行等温退火。21. 35-45碳钢所制螺钉在冷徽后，为消除冷作硬化的内应力，建议在500-6500C回火。10.，25碳钢制的螺钉在冷徽后为提高抗剪强度，建议在4000C回火。合金钢制螺钉共25页第18页HB;Z5025-77 在冷徽后可直接进行最后热处理，不必进行中问回火工序。30CrMnSiNi2A钢的热处理22. 30CrMnSiNi2A钢零件可以等温猝火至6=170+10公斤/毫米与6=160士10公斤/毫米与6=150土10公斤/毫米2(建议不采用
12、)。23.对于厚度芫在3倍以上的零件，建议把等温津火时的强度部围扩大10公斤/毫米2;厚度差为2-3倍时，可将强度范阁扩大5公斤/毫米2(扩大强度范围应取得设计同意)。24. 30CrMnSiNi2A钢制零件其最大厚度限制如下z( 1 )圆柱体或正方体不超过80毫米F( 2 )型材不超过60毫米;( 3 )双面冷却的板材和管材不超过40毫米P( 4 )单面冷却的管材不超过20毫米。25. 30CrMnSiNi2A钢等温猝火槽的温度按下列数据选取:处理至b=150 + 10公斤/毫米z处理至6=160士10公斤/毫米z310-3300C 280-3200C 处理至b=170士10公斤/毫米218
13、0.2300C 允许提高或降低硝石槽(碱槽温度，但不得超过3300C(包括洋火零件入槽后温度的升高)和不得低于1800C/等温津火用硝石或碱的重量，应以在放入猝火零件时其温度升高不超过50C为准，在个别情况下，经工厂冶金部门冉意后，允许升高100CoHB/Z5025-77 共25页第19页等温湾火时在硝石榴(碱槽)中保持时间为1小时。零件从硝石槽(碱槽)中取出后，在空气或在60的水中冷却并清洗干净。具有很难清除硝石的内腔零件，在等温猝火肘，必须安装排气管，防止硝石落入内腔。rE: 在热处理、洗涤、干燥后，如果焊接接头和零件的内腔还需要补焊或涂攘，或在中仲介质中工作时，则这些地方允许留有硝石痕迹
14、。 在硝石中洋火的情况下，只有洗掉硝石以后才允许进行零件的重复热处理。26.在3000C和3000C以下的硝石榴(碱槽)中等温摔火的零件，必须在250-3000C进行低温回火。在高于3000C介质中等温洋火后，可不进行回火。27. 30CrMnSiNi2A钢零件经磨削或校正后，应当在200-2500C空气电炉中回火3小时或在液体介质中回火2小时，随后在空气中或在600C水中冷却。如果在制造过程中零件须经几次磨削加工，则;在最后一道磨削加工工序后回火。经磷化零件在磨削后于150:t100C混度下在空气炉中回火3小时后空冷。28. 30CrMnSiNi2A钢零件的个别部分(如承受计算拉伸应力至10
15、0公斤/毫米2的螺纹部分)，可以用高频加热或浸入熔融铅槽中进行局部回火。29.将零件浸入铅糟中局部快速回火，可根据零件截面大小确定保温时间，一般为0.3-1.5分钟，温度可在670-7100C的范围内。熔融铅液的表面可用木炭复盖。零件的回火共25页第20页HB/Z5025-77 部分应涂以石墨粉或滑石粉，以兔零件粘铅。回火后立即将零件放在1500水中冷却。30.强度为6=170士10公斤/毫米Z和，=160+10公斤/毫来Z及6=150土10公斤/毫米旦的30CrMnSiNi2A钢螺雄的螺纹局部回火后，在螺纹旁边退刀槽附近的螺栓体上的硬度为HRC43，螺栓梓离退刀糟边缘0.5直径距离处的硬度应
16、符合图样规定。螺纹部分强度建议在6=100-130公斤/毫米2范围内。31. 30CtMnSiNi2A钢允许与30CrMnSiA钢和20钢焊接，此时的热处理应按30CrMnSiN i2A钢的规范进行，30CrMnSiA钢其强度极限与30CrMnSiNi2A钢相近。20钢在油中摔火和等温洋火时，其强度实际变化不大。32.零件热处理后用吹砂清理氧化皮，摔火等温猝火)后的30CrMnSiNi2A钢零件禁止酸洗。33.经洋火(等温洋火)、回火的30CrMnSiNi2A钢零件应采用静负荷方法校正，禁止局部敲击。零件在热处理、校正和机械加工后，应进行磁力探伤。 34.允许30CrMn5iNi2A钢在油中重
17、复猝火一次，重复等温将火不超过两次。调质处理35. 30CrMnSiA钢一般用于制造截面不超过25毫米的零件。对于壁厚差大于3倍的30CrMnSiA钢零件，应扩大强度范围。此时零件个别部分的强度范围允许扩大10公斤/毫米2但扩大或减少都要取得设计部门同意)。零件截面小于HB/Z5025-77 共25页第21页4毫米者，可不考虑其壁厚差。36. 30CrMnSiA钢零件热处理至b二110公斤/毫旷时，零件心部的强度与图样规定的强度下限比较，允许按下列规定降低s直径在10毫米以下或厚度5毫米的零件一-0; 直径在11-16毫米或厚度6-8毫米的零件一-3公斤/毫米ZJ直径在17-20毫米或厚度9-
18、10毫米的零件一一5公斤/毫来2J直径在21巾25毫米或厚度11-13毫米的零件一-10公斤/毫米2，直径大于25毫米或厚度超过13毫米的零件其心部的强度不作规定。37.用30CrMnSiA钢板材和管材制成的薄壁零件，当热处理要求&=80士10公斤/毫米z时，若不要求有较高的弹性极限和屈服点，可以进行正火、正火十四火。38.对具有回火脆性倾向的钢，在高温回火后应在油或水中快速冷却。30CrMnSiA钢在降低温度(重复猝火后重复回火时，其温度不应低于4500Co39.中碳钢在1602200C盐浴(碱)中等温摔火后的回火温度可参照水中摔火后的回火温度。40.在水中摔火的零件(除低碳钢外)，建议进行
19、磁力探伤，检查有无裂纹及其他缺陷。共25页第22页HB/Z5025-77 等温洋火41.图样要求6=120+10和130+ 10公斤/毫米Z或150士10和170士10公斤/毫米2的30CrMnSiA钢零件，可按照下列规定进行等温洋火。( 1 )实心圆柱体最大直径不应超过12毫米，双面冷却的扁平零件和空心圆柱体壁厚不应超过6毫米，单面冷却的零件璧厚不应超过3毫米。( 2 )零件的外形应该在等温洋火后，可以完全清除硝石或碱迹。42. 30CrMnSiA钢采用等温洋火时，钢的强度极限硬度允许扩大范围z以6=110_，145公斤/毫米2(HRC3544. 5)代替6=120+10公斤/毫米2(HRC
20、35.,40. 5) 以b=120-150公斤/毫米气HRC38. 5-45.5)代替同=130士10公斤/毫米2(HRC38. 5-43.5) 43. 30CrMnSiA、25CrMnNiTiA钢零件等温猝火时，等诅悴火槽的温度可按表7、表8数据选取。44. 30CrMnSiA钢零件在等温湾火槽中保温时间为15-.-20分钟，随后应在?600C的水槽中冷却并清洗干净。光亮等温洋火后的零件啦在含250/0亚硝酸锅(NaNo2)水浴液中进行钝化。钝化后，_-建议在100-1500C下烘干。45.不宜用回火方法来改变贝氏体等温猝火零件的硬度，但零件个别部分用高频电流或在铅槽中加热的局部快速回火则可
21、例外。HB/Z5025-77 共25页第23页表730CrMnSiA钢零件的最大条件厚度或最大厚度| 以槽些差山b=阳10公斤/毫米31户川10公斤/毫米2钢4.0 ! 400 I 390 4.1.8.0 390 380 8.1-10.0 380 370 10.1-12.。370 360 注s对于个别妒号的零件，如果在得的硬度高于或低于规寇的硬度时，允许在重复摔火时改变等温槽温度但不得高于4000C和低于320OC)O对于管子和板材则按加倍厚度来选择槽内温度. 当等温摔火后零件表面硬度在国样要求的下限时，应剖切零件幢查心部硬度，并应符合图样要求。号|零件的最大厚度或直径毫米表825C训nNiT
22、iAl管状和板状零件15i 圆柱状零件30870 46. 30CrMnSiA钢零件在280.34000的硝石或碱槽申等温摔火至，=150士10公斤/毫来气在180-2900;的硝石或碱槽中等温津火至问=70士10公斤/毫来z。等温温度低于32000时，需在200-250oa的温度下回火。对于璧厚不均匀的零件，强度范围可扩大10公斤/毫米2但需取得设计部门的同意。47. 30CrMnSiA锅薄壁零件，在油中猝火如果翘曲很共25页第24页HB!Z5025-77 大，则允许在温度不高于3000C的硝石中等温猝火，并在与油中猝火后的回火温度相近的温度回火。48.光亮等温猝火或在5400C以下光亮回火的
23、零件，当出现不光亮的氧化膜时，应及时将碱槽用黄血盐K4Fe(CN)e脱氧，使用数量约为槽液总重量的0.1%0 三.热处理质量检验49.热处理时必须检查零件热处理规范执行的正确性。50.热处理所用的加热妒和配套仪表应保证炉子工作区温度的分布符合表1及其注(1 )的规定。对于特别重要的热处理工序及为使成品获得高的机械性能，应酌情减少炉子工作区的温度差。为此除每星期用检验热电偶和检验电位计检查一次妒温、高温仪表的正确性外，还应对每个用于摔火、回火的加热炉，每个季度用检验热电偶和检验电位计，按工厂有关部门制定的测温图表检查一次炉膛工作区温度分布情况。对于热处理特别重要零件的炉子，建议每月检查一次炉膛工
24、作区温度分布情况。根据检验结果，确定在热处理时可以放置零件的工作区域范围。新安装炉子或经中、大修后的加热炉，投产使用前都应进行妒膛工作区温度分布情况的检查。对于不经常使用的加热炉的炉温检验周期可适当放宽。51.热电偶及测温仪表应按规定定期检查，并发给合格证，注明使用有效期。52.所有用于热处理加热和冷却的盐、碱、硝石、摔火泊HB/ Z5025-77 共25页第25页及脱氧剂等均需有合格证或经化验合格后方可使用。根据工厂生产情况，盐、碱、硝石槽应定期检查糟液成份及与钢会产生腐蚀和脱碳作用的杂质。伴火油槽建议按表9的要求，每季度至少化验一次洋火油的帖度、酸度和水分。表950C时的帖厦l开杯网点l霞度! 特1)/ E 0) 1 (t) I【毫米KOH/l克汹)! 但JI70 水分%2时I160 I 3 I 0.05 痕迹根据化验结果酌情添加或更换新泊。建议定期用津透性试棒检查等温洋火用硝石和碱液的冷却能力。53.按照HB5013一74、零件图样和工艺规程及有关技术文件的要求，检查零件热处理的质量。54.重要的零件应在图样上规定出检验硬度的位置。55.强度、硬度换算按HBO-94-77进行。E、技术安全56.零件热处理时，必须遵守有关的技安条例。
