16Mn如何进行热处理？

Question

求教高手： 我正在设计一个实验方案，其中有两块钢板是采用130mm的16Mn，这两块钢板的作用主要是在左右两端受到大约5500KN的拉力，并且受到的力是不均匀分布的，想请教各位高手，应如何热处理16Mn以防止钢板在受力时发生弯曲变形：是采用二次正火处理还是正火+调质处理比较好，或者是其他的方法。本人不是搞热处理的，对这一方面不太懂，还请各位高手不吝赐教。

Answer 1

【16Mn钢热处理】16Mn钢叫低合金高强度结构钢：含碳量为0.1%-0.25%，加入主要合金元素锰(Mn)、硅(Si)、钒(V)、铌(Nb)和钛(Ti)等。16Mn钢一般是淬火+低温回火热处理，250℃以下回火时为回火马氏体，450以上回火时为回火索氏体。具体热处理方式如下：
1、16Mn钢的预热处理：
根据不同板厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度
16mm以下，不低于－10℃不预热，－10℃以下预热100～150℃；
16～24mm不低于－5℃不预热，－5℃以下预热100～150℃；
25～40mm不低于0℃不预热，0℃以下预热100～150℃；
40mm以上，均预热100～150℃。
2、16Mn钢的退火：
将组织偏离平衡状态的钢件加热到适当的温度，保温一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。16Mn属于低合金结构钢，为低碳钢，若采用通常的完全退火，则其硬度太低，切削性能不好。为改善切削性能，可采用高温退火，即在比通常完全退火更高的温度下加热，获得4 ~6级的粗晶粒，以提高切削性能。16Mn钢属于亚共析钢，合金元素含量较低，具有良好的韧性，强度和抗冷热疲劳性能与一定的耐磨性。温度选择为Ac3+（20~30）℃。一般先把钢管加热到 870-880 度 再炉冷至 500 度 然后炉外空冷。
3、16Mn钢的正火：
正火是将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃——保温——出炉空冷。低碳钢正火的目的之一是提高切削性能。但是对16Mn这样碳的质量分数低于0.20的钢，即使按通常正火温度正火后，自由铁素体量仍过多，硬度过低，切削性能仍较差。为了提高硬度，应提高加热温度（可比Ac3高100℃），以增大过冷奥氏体的稳定性，而且应该增大冷却速度，以获得较细的珠光体和分散度较大的铁素体。16Mn钢一般正火热处理，加热到560℃，保温2小时，再加热到850℃，保温3小时，炉冷。
4、16Mn钢的淬火：
将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50℃——保温——快速冷却（大于Vk）以获得马氏体的工艺方法。 因为16Mn的含碳量太低，钢材的淬硬倾向太低，进行淬火还不如进行正火，正火后的性能会比淬火的性能更优异。当环境温度较低时刻进行淬火处理。
5、16Mn钢的回火 ：回火是将淬火后的钢重新加热到Ac1以下某一温度保温，然后冷却（一般空冷）至室温。 16Mn钢一般采用低温回火，在150℃~250℃温度下回火，得到回火马氏体。 综合硬度﹑抗弯强度﹑挠度3个主要机械性能来看，选择在180~200℃之间回火最佳，既可保持较高的抗弯强度﹑挠度，又有较高的硬度值（HRC62以上）。 在250℃回火，抗弯强度﹑挠度﹑硬度都很低。因此，不要选择此回火温度。

Answer 2

具体热处理方式如下：

1、16Mn钢的预热处理： 根据不同板厚及不同环境温度下16Mn钢的预热温度 ；16mm以下，不低于－10℃不预热，－10℃以下预热100～150℃；16～24mm不低于－5℃不预热，－5℃以下预热100～150℃；25～40mm不低于0℃不预热，0℃以下预热100～150℃；40mm以上，均预热100～150℃。

2、16Mn钢的退火：将组织偏离平衡状态的钢件加热到适当的温度，保温一定时间，随后缓慢冷却，从而获得接近平衡状态的组织与性能的金属热处理工艺。16Mn属于低合金结构钢，为低碳钢，若采用通常的完全退火，则其硬度太低，切削性能不好。为改善切削性能，可采用高温退火，即在比通常完全退火更高的温度下加热，获得4 ~6级的粗晶粒，以提高切削性能。16Mn钢属于亚共析钢，合金元素含量较低，具有良好的韧性，强度和抗冷热疲劳性能与一定的耐磨性。温度选择为Ac3+（20~30）℃。一般先把钢管加热到 870-880 度 再炉冷至 500 度 然后炉外空冷。

3、16Mn钢的正火：正火是将钢加热到Ac3或Accm以上30~50℃——保温——出炉空冷。低碳钢正火的目的之一是提高切削性能。但是对16Mn这样碳的质量分数低于0.20的钢，即使按通常正火温度正火后，自由铁素体量仍过多，硬度过低，切削性能仍较差。为了提高硬度，应提高加热温度（可比Ac3高100℃），以增大过冷奥氏体的稳定性，而且应该增大冷却速度，以获得较细的珠光体和分散度较大的铁素体。16Mn钢一般正火热处理，加热到560℃，保温2小时，再加热到850℃，保温3小时，炉冷。

4、16Mn钢的淬火：将钢加热到Ac3或Ac1以上30~50℃——保温——快速冷却（大于Vk）以获得马氏体的工艺方法。 因为16Mn的含碳量太低，钢材的淬硬倾向太低，进行淬火还不如进行正火，正火后的性能会比淬火的性能更优异。当环境温度较低时刻进行淬火处理。

5、16Mn钢的回火 ：回火是将淬火后的钢重新加热到Ac1以下某一温度保温，然后冷却（一般空冷）至室温。 16Mn钢一般采用低温回火，在150℃~250℃温度下回火，得到回火马氏体。 综合硬度﹑抗弯强度﹑挠度3个主要机械性能来看，选择在180~200℃之间回火最佳，既可保持较高的抗弯强度﹑挠度，又有较高的硬度值（HRC62以上）。 在250℃回火，抗弯强度﹑挠度﹑硬度都很低。因此，不要选择此回火温度。

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Answer 3

在公司内部做的一次预备实验当中，采用的100mm厚度的钢板发生了变形，首先要说的是按照强度（按照200MPa，安全系数1.5以上）计算下来，钢板是可以承受接近1500吨的力的，远远超出550吨的要求：但是由于钢板中间按照实验的要求开了7个孔受力，实验装置在放了接近1周后慢慢发生了塑性变形，两端的钢板向外弯曲，所以说仅仅是靠强度计算肯定是不够的。这次实验装置修改之后是要运到美国的实验室进行测试的，前后时间长达3个月，如果只计算强度满足，是很难完成实验的，钢板在长时间（至少3个月）受力550吨的情况下是会慢慢发生塑性变形的。所以只能最大限度的进行热处理提高其性能。本回答被网友采纳

Answer 4

首先同意楼上的观点，计算强度时候满足要求。 对于热处理采用直接淬火就可以，不需要回火处理

Answer 5

ps345-B是美国方面要求采用的材料，在多次沟通之后，对方拒绝更换材料！