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    調質40Cr鋼板熱處理工藝
      對于調質40Cr鋼板來說,由于加入合金元素種類及數量的差異,使這類鋼在熱加工以后組織差異很大。含合金元素少的鋼,正火后組織多為珠光體+少量鐵素體,而合金元素含量高的鋼則為馬氏體組織,所以,調質鋼的熱軋組織可分為珠光體型和馬氏體型兩種。

      調質鋼預備熱處理可改善熱加工造成的晶粒粗大和帶狀組織,獲得便于切削加工的組織和性能。對于珠光體型調質鋼,在800℃左右進行一次退火代替正火,可細化晶粒,改善切削加工性。對馬氏體型調質鋼,在正火后可得到馬氏體組織,所以,必須再在Ac1以下進行高溫回火,使其組織轉變為粒狀珠光體。回火后硬度可由380~550HBW降至207~240HBW,此時可順利進行切削加工。

      調質鋼的最終熱處理可根據不同鋼號的臨界點確定加熱溫度(一般在850℃左右),然后淬火、回火,回火溫度根據對鋼的性能要求而定。當要求鋼有良好的強韌性配合時,即具有良好綜合力學性能,必須進行500~650℃之間的高溫回火。當要求零件具有特別高的強度(σb= 1600~1800MPa)時,采用200℃左右回火,得到中碳馬氏體組織。

      例1:以40Cr鋼板為例,分析其熱處理工藝規范。

      40Cr用于拖拉機上的連桿、螺栓,其工藝路線為:下料→鍛造→退火→粗機械加工→調質→精機械加工→裝配。

      在工藝路線中,預備熱處理采用退火(或正火),其目的是改善鍛造組織,消除缺陷,細化晶粒;調整硬度,便于切削加工;為淬火作好組織準備。

      調質工藝采用830℃加熱,油淬,得到馬氏體組織,然后在525℃回火。為防止第二類回火脆性,在回火的冷卻過程中采用水冷,最終使用狀態下的組織為回火索氏體。

    調質40Cr鋼板熱處理工藝

      例2:30CrMnSiA鋼亞溫淬火+中溫回火代替調質處理的強化工藝。

      30CrMnSiA鋼經800℃×1h淬油,570℃×2h的最佳亞溫淬火+中溫回火工藝,硬度為31. 9HRC,沖擊韌度ak值為87. 8J/cm²,室溫沖擊韌度比完全淬火提高50%左右,亞溫淬火可以明顯地抑制30CrMnSiA鋼的高溫回火脆性。

      例3:30CrMnSiA鋼等溫淬火。

      截面尺寸小于25mm²的零件,采用在880~900℃鹽浴中加熱,保溫時間按3~5 min/mm計算,然后迅速轉入w(NaOH)=100%堿浴中等溫20min,等溫溫度在320~ 400℃之間進行選擇,等溫冷卻后在60℃以上熱水中冷卻并清洗,再在w( NaNO2)=2%~5%水溶液中鈍化,并在100~150℃烘干,均可得到下貝氏體組織。光亮等溫淬火適合于σb=1200~1300MPa、最大厚度或有效厚度< 12mm、最大直徑<12mm的實心圓柱和空心圓柱等非焊接零件。

      該工藝的特點為:

      1)調質工藝所能達到的力學性能指標,采用等溫淬火都能達到,且沖擊韌度可由普通淬火的60~ 80J/cm²提高到110~120J/cm²。

      2)在下貝氏體轉變溫度范圍內,等溫溫度越低,材料的強韌度匹配越好。但要注意,σb在1500MPa以上時,必須在等溫淬火后進行低溫回火。

      3)等溫淬火處理減小了零件變形和開裂的傾向,有利于提高產品質量。

      4)回火后快速冷卻并不能完全消除第二類回火脆性。

      5)等溫淬火最好在Ms~ 400℃之間進行,若超過400℃,等溫淬火工藝效果不如調質工藝。

      30CrMnSiA鋼如采用880℃預冷+790℃亞溫淬火+400℃回火,能取得良好的強韌性配合,σb可達1450~1500MPa,ak值為100~110J/cm²,并能有效地抑制30CrMnSiA鋼的高溫回火脆性。

      例4:35CrMo鋼提高韌性的最佳熱處理。

      35 CrMo鋼挖掘機鏈板,經860℃淬火,480℃回火,服役于- 20℃低溫下,因承受嚴重沖擊,經常在短期運行后發生脆斷,采用臨界區熱處理是提高合金結構鋼強韌化途徑之一。

      35 CrMo鋼鏈板790℃淬火,470℃回火能與常規熱處理保持相同強度,有效地提高了其低溫韌性,- 20℃的沖擊韌度值提高80%。

      35CrMo鋼螺栓采用了790℃水淬+630℃×1h回火。亞溫淬火前的原始組織最好采用調質處理。實際生產中,如果螺栓尺寸較小,鍛造工藝合理,不致出現粗大組織,亞溫淬火前可進行正火。

      表4-3為螺栓亞溫淬火后的力學性能。

      表4-3 螺栓亞溫淬火后的力學性能

     螺栓亞溫淬火后的力學性能

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