棒材线20CrMoH齿轮钢等温正火及带状组织研究.pdf

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1、2014年2月(上旬刊)I机械与工艺棒材线20CrMoH齿轮钢等温正火及带状组织研究王浩杰南京市产品质量监督检验院摘要：国内某钢齿轮铜交货时，大都对平衡态的带状组织没有要求，因此对齿轮钢在用户处的加工情况不是很关注．但随着钢铁市场竞争旧趋激烈有必要对某钢厂现有的齿轮钢带状组织做一些基本的研究和分析。ill0关键词：齿轮钢带状组织齿轮钢主要应用于汽车、工程机械及机械制造业的传动部60ram80ramlOOmm件。在传递动力和改变速度的运行过程中。相互啮合的齿面之间既有滚动又有滑动．同时齿根部还承受弯曲应力的作用．因此高质量的齿轮钢不但要有良好的强韧性、耐磨性，能很好

2、地承受冲击、弯曲和接触应力、具有高疲劳性、而且要求加工变形量小。在渗碳钢齿轮的生产过程中．为了获得理想的金相组织r均匀l的铁素体+珠光体1和适合齿轮切削加工的硬度范围f160—190HB1渗碳钢齿坯在锻造后和机加工前需要进行预先热处理．__篷鬻图髓圜匿圈一叠通常采用正火工艺．但是在生产中经常发现齿轮坯锻件正火后的金相中存在带状组织．齿轮钢大部分为中低碳合金钢．钢中的图120CrMoH齿轮铜轧材带状组织带状组织较严重．增加了渗碳过程中的变形．严重地影响了锻件大部分厂家都订立了企业内部检测标准上海大学施红娟的性能及其最终的热处理质量．因此必须对其进行严格控制普等对Cr

3、NiMo齿轮钢参照GB／T13299进行带状组织评定时首先通的正火处理工艺因硬度范围较大156～207HB)、组织不均等缺指出应以碳当量来选择标准系列，同时需考虑条带的宽窄r文献陷．已难以满足齿坯预热处理的要求。相关材料技术人员曾经做2]，而有人认为依据碳当量来选择标准系列不太适合f文献31，同过长时间的等温正火试验．实际上是无法消除的．反而有加重的时，有也资料提出以带状密度作为评估参数。倾向。表5热轧态带状组织级别大量研究表明C、Mn元素的带状偏聚是产生带状组织的主要原因．但对于合金元素含量较高的齿轮钢。Cr、Mo元素在带状组织形成中的影响更突出一些．主要是由于

4、Cr,Mo元素在结晶过程中具有易偏析性．为强碳化物形成元素．阻碍了碳及其它合金元索的均匀扩散『文献11，因此结合下游用户常用的材料，选取汽车行业对渗碳齿轮钢的带状组织进行一系列研究．指出带目前产量较大的20CrMoH为研究对象状组织实际上是原低碳奥氏体f对应铁素体1枝晶的形态或尺寸某钢厂20CrMoH成分见表I所决定的．因此决定以铁素体的带宽f铁素体条带中零散分布的表120CrMoH成分珠光体含量小于15％的独立条带区域1确认偏析程度．将带状组CSiMnPSCrMoNi织评定分为5个级别f表1．1所示1．1—3级合格．即铁素体带宽小0．1900．2200．6~0．

5、<<1．01．0．150<于0．08合格2OC工．MoH．22．258O．Ol50．0072．18O．1表6汽车行业结构钢评定带状组织说明GB／T0．1700．1700．550≤≤0．8510．150≤级别铁素体带宽(舳)组织说明52l60．3l珠光体有聚集分布的倾向．23．37．900．0250．025．25．2502珠光体呈带状分布生产工艺：步进加热炉加热一高压水除鳞一粗轧一连轧一3O．O8珠光体及铁素体呈明显带状分布锯切一冷床收集一轧材缓冷一矫直一酸洗修磨(或剥皮)一(抛40．12珠光体及铁素体呈宽带状分布5O．15珠光体及铁素体呈极宽带状分布丸)一(探伤)

6、一成品检验一包装一标识一称重一入库某钢厂20CrMoH实物质量如下表所示样品的处理工艺如图所示，可以看出，等温正火处理包括三表2本质晶粒度个工艺区间，加热与奥氏体均匀化阶段，中间冷却阶段(从奥氏体l钢种I规格I晶粒度I化温度冷却至等温温度的阶段)，等温处理阶段及以后的空冷。I20CrMoHl50160rml6．08．0级I为了更好的反映平衡态的组织，中间冷却采用炉冷方式。表3夹杂物水平lJ塑l型l塑I!塑I塑l塑l塑l壑l堕l≤1．0I≤O．5J≤1．5J≤l_010J0J≤1．0J≤O．5I≤0．5I表4低倍l中心疏松I中心偏析l一般疏松I锭型偏析I检验试样为轧

7、材。qb60mm、~80mm、中100mm各取两端试样观察。视场选取1／2半径位置．参照GB／T13299(钢的显微组织评定方法》。评级结果如下表所示，由网可以看出，带状组织并不明显。目前。带状组织的评级标准主要为GB／T13299—1991《钢的显时间微组织评定方法》，其总体评价思路是珠光体的连续性，对带宽图220CrMoH热处理工艺没有控制．主要适用于中低碳钢的钢板、钢带和型材的显微组织齿轮钢带状组织如图所示．依据汽车行业结构钢组织偏析评评定．对齿轮钢的带状组织评定不太适合。定，60mm、100mm为3级，80ram为四级。从热(下转第240页)CHINAVE

8、NTU只E