.

40Cr热处理工艺剖析上海御钢

国外治疗白癜风 http://m.39.net/pf/a_4779896.html

40Cr是一个比较成熟的钢种,但由于各个钢厂生产的40Cr,虽然化学成分都在合格范围之内,可仍有上下限的差别和冶炼方法的区别,因此在热处理时也应有所不同。我们购买的40Cr来自首钢、杭钢和承钢三个钢厂,它们的化学成分均不尽相同,为此必须先进行试验,以确定合理的热处理工艺。本文仅对杭钢产40Cr的热处理试验与生产作总结说明,供参考。

  Cr钢的基本情况   1.Cr的化学成分(%)

1.Cr的部分物理性能

 密度:7.87克/cm3;熔点:0℃,临界点:AC1:℃、AC3:℃、Ar3:℃、Ar1:℃

1.Cr的力学性能

当℃油淬,℃回火,油冷时力学性能为:

  

  2材料来源与化学成分

  材料是杭钢生产的规格为φ75×mm的棒料,其化学成分如下(表1):   

3热处理设备情况

淬火炉两台:KM/13内膛尺寸××mm;KM/13内膛尺寸××mm,两台淬火炉均为年制造,德国生产。   回火炉两台:型号分别为:RQ4--9D滴控井式回火炉,RJJ-36-6井式回火炉。   洛氏硬度计:HR-A型洛氏硬度计,山东莱州华银制造,年出厂。   Cr材料尺寸及热处理后硬度要求   零件尺寸:φ73(外圆)/φ22(内孔)×mm(长度)   热处理后的硬度要求:   在直径为58.5mm处的硬度为HRC36~42,每隔°打一点,共三点。   

5对杭钢40Cr零件的热处理试验   5.1热处理试验   淬火和回火的装炉量均为36根,淬火介质和回火介质均为自来水,水温15℃~30℃,淬火和回火的装炉温度均为℃左右,淬火从送电到到温时间为分钟,从到温到出炉为3小时,回火从送电到到温90分钟,从到温到出炉为3小时,下表是不同淬火温度及不同回火温度处理后材料硬度。

  5.2数据分析   不同淬火温度在同一回火温度下硬度不同,同一淬火温度下,不同的回火温度硬度也不同,相同的淬火温度和相同的回火温度硬度相差很小,经过多炉试验,测得在规定处的硬度HRC38~43,符合要求,而且硬度较稳定。   同时在零件横截面沿半径方向做了硬度分析,发现横截面的淬火硬度(沿半径方向)由外向内的规律是高-低-较高,说明外侧比内孔处的冷却效果好些,内孔处比半径的中心处冷却强度大。 

 6金相检验   6.1金相检验内容   观察不同淬火温度和调质状态下不同位置的组织;   1#样℃淬火马氏体及其他组织、晶粒度;   2#样℃淬火马氏体及其他组织、晶粒度;   3#样℃淬火+℃回火,回火索氏体及其他   组织。   6.2试验结果   1#样℃淬火边缘处:细针马氏体+少量板条马氏体+少量残余奥氏体,边部有脱碳层;中心处:细针马氏体+少量板条马氏体+少量上贝氏体+少量残余奥氏体;内部处:板条马氏体+上贝氏体+少量细针马氏体+少量残余奥氏体。   2#样℃淬火边缘处:细针马氏体+少量板条马氏体+少量残余奥氏体;中心处:细针马氏体+板条马氏体+少量上贝氏体+少量残余奥氏体;内部处:上贝氏体+板条马氏体+细针马氏体+少量残余奥氏体。   3#样℃淬火+℃回火边缘处:回火索氏体;中心处:回火索氏体+少量上贝氏体;内部处:回火索氏体+上贝氏体+少量铁素体。   此结果表明:   (1)℃淬火的组织是以细针马氏体和板条马氏体为主,所以从边缘到中心部位表现出高硬度,说明已经淬透。   (2)℃淬火组织,边缘处和中心处以细针马氏体和板条马氏体为主,内部处则以上贝氏体和板条马氏体为主,说明边缘处和中心处已经淬透,而内部处尚未完成淬透,或者说基本淬透。   (3)℃淬火+℃回火时,边缘处、中心处、和内部处都是以回火索氏体为主,由于内部处有铁素体的存在,致使该处的硬度有所降低,但基本符合要求。   部分金相照片如下(见图1)   图1℃淬火、℃淬火时中心处和内部处及℃淬火+℃回火中部区域的金相组织

  7出现的问题   在前期的一些试验中,发现本批杭钢生产的40Cr热处理后有时硬度不符合要求,并且在试验中发现℃水淬有大小不等的裂纹,且数量较多,℃水淬有时也有少量小裂纹,这些裂纹主要分布在内孔处,裂纹多为纵向。   7.1硬度达不到要求的原因   化学成分处于中下限水平,使钢的淬透性有所降低,因为Cr和C都是提高淬透性的合金元素;加热温度低时(如℃),不能充分奥氏体化,使淬火马氏体量减少,硬度降低;加热温度过高时(℃),虽然能充分形成马氏体,可使硬度提高,但易淬裂;同一位置硬度不均,除测量误差外,可能与钢的成分偏析有关,应从冶炼工艺上考虑。   7.2出现裂纹的原因   裂纹的产生严重地影响成品的合格率,使成本大大增加。裂纹的产生是由于淬火温度高,并用水作淬火剂及水的强烈搅动(淬火烈度高)所造成的。当符合上述条件时,钢件便会产生内应力(热应力和组织应力),使得零件受力出现裂纹。   8结论与建议   为使杭钢产40Cr达到规定的硬度要求,经多次试验,确定其热处理工艺为:   淬火℃→保温2H→水冷→回火℃→℃保温3H→水冷

  金相检验表明,当金相组织以针状马氏体和板条状马氏体为主时,说明钢件已经淬透,若有较多的上贝氏体和残余奥氏体时,则钢件没有淬透。当回火后有较多的铁素体存在时,则回火后的硬度就会降低。因此当淬火温度确定之后,可以调整回火温度,以达到所期待的硬度。   裂纹的产生是淬火温度高,淬火剂水的强烈搅动所造成的,此时组织应力远大于热应力,而内表面收到的拉应力比外表面大,致使内表面易形成纵向裂纹。因此,为避免裂纹的产生,必须选择合适的淬火温度和淬火剂。   应经常检查炉温和热电偶情况,特别是当硬度出现波动时更要注意,当条件允许时,可进行深入地应力分析和金相定量分析。




转载请注明:http://www.abachildren.com/jbzs/7151.html