低碳马氏体钢制小钎杆热处理工艺的优化试验与研究

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1、低碳马氏体钢制小钎杆热处理工艺的优化试验与研究肖上工摘要：用27SiMnNi2CrMoA钢制作了一批H25小钎杆．对制钎工艺进行了优化试验，为日后用谊钢制作大钎杆确定了工艺参数。主题词：低瑗马氏体；残余臭氏体；锻后余热处理；稍尖处理27SiMnNi2CrMoA是一种低碳马氏体钢，该钢在淬火或正火条件下即可得到板条状的低碳马氏体组织，电镜观察证明，板条马氏体内有具有高密度位错缠结的亚结构和残余奥氏体薄膜。采用X射线及透射电镜暗场法测得残余奥氏体量为3％一8％(图1)。因为这种低碳马氏体钢具有很好的强韧性。缺口敏感度也低，适合制作钎杆【l

2、j。圈127SiMnNi2CrMoA钢淬火一回火组织电镜照片(920℃x'30min正火aao。cx30min油淬—200。Cx60min回火)一、钢种基本数据①化学成分范围(Wt％)CO．24_o．30，si1．30—1．70，Mn1-20—1．50，Nil．65—2．00，Cr0．20-O．40，Mo0．30-O．45，P．S≤O．025，As

3、，Ac3795℃一799℃，Ms3190C一324℃，Mf192。E一206℃；③室温下的杨氏模量2．06x105MPa；④常规机械性能热处理工艺叮NMPa们胁ll懦8，肠A删玎HRC920奴30mia正火1700田13034l舶13D32548920℃×30min正火+890℃1611．5133353．6012暑3824830rain油淬+200℃×60rain回火作者简介：多年来从事钎钢，钎具的生产，研究与开发。t任涟源钢铁集团有限公司钢铁研究所所长，技术中心常务副主任，华菱涟钢集团公司副总工程师；中国铜协钎钢钎具协会常务理事。高

4、级工程师(研究更级)⑤断裂韧性KKKQ热处理工艺MP扩m1MPa奉m1920℃×30min正火102．1，111．2，116．7920℃x30mi正火+8900Cx30min112l，111．8，112．3油淬+200oCx60min回火二、不同热处理工艺试验研究表明[21，可采取局部复合强化的方法克服工件的薄弱环节，使薄弱环节的塑性应变减小以至消除．并引进有利的残余压应力，提高局部有效承载能力，使之接近等强度设计。根据这种思路，我们采取了如下措施：先将27SiMnNi2CrMoAB25中空钢进行中频整体正火，加热温度为910。C±1

5、0。C，正火后HRC40—45。钎杆长度1800ram。将其分为三组：第一组仅钎尾作淬火一回火处理：第二组领盘处采用锻后余热处理：第三组既采用锻后余热淬火，又对稍尖部位进行了淬火一回火处理。三组钎杆均进行了抛丸强化处理。具体工艺参数如下：1．淬火中频加热温度900。C一950。C，采用水淬一油冷。2．回火回火温度200％+10。C，在硝盐浴中进行。3．锻后余热处理工艺曲线如图1所示：即锻领盘时的加热温度为1130％一1140。C．加热总长度约150ram(从钎肩中心算起靠钎尾那边长55ram)，领盘成型后即水淬一油冷。溺麟缀缀糕黟矿8

6、4图2锻后余热处理工艺曲线4．抛丸强化处理工艺参数抛丸器规格及数量JW一3型谚500mmx62／11／11双圆盘3台钎杆送进根数单根抛丸轮到钎杆距离500mm抛丸介质钢丸仁O．8mm—1．2n抛丸区域长3x1500mm抛丸强化时间80see一120see双曲线棍倾角300钎杆前进速度36ram一56ram一108mm／se钎杆自转速17r／min一26drain一50r／m抛丸量120Kg／min抛丸轮转速2250r／min抛丸粒线速度59m／see传动棍转速6．5r／min一20r／mir三、试验室模拟试验结果第一组钎9支，领盘根部

7、断裂5支，55％；第二组锻后余热淬火钎，无一支从领：根部断裂，但多为梢尖部位断裂；第三组钎。命最高，既无一支从领盘根部断裂，也无一断稍尖(其中寿命最长的一支钎寿命达99．分钟)。四、钎杆断裂宏观及解剖照片图3钎杆断裂宏观照片图4领盘前后的解剖硬度图5稍尖处的解剖硬度五、断口宏观及扫描电镜照片图7寿命达99．13分钟的钎杆断口扫描电镜照片：全部是比较均匀的韧窝．且韧窝沿受力方向被拉长。六、不同工艺制度下的金相组织图6寿命达99．13分钟的钎杆断裂部位图8热拔(轧)组织：粗大的板条马氏体×500耍—蟹霆墨圈9钎杆正火后的组织：细小的板条马

8、氏体×5∞圈11锻后余热淬火组织：典型的板条马氏体：臭氏体量界清晰。每个量粒内包含几柬互成小角度的马氏体板条。x5∞圈10罡盘锻造后的组织：较为粗大的板条马氏圈12中频淬火一回火组织：板．t马R@x500体X500一’⋯