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35Cr3NiMoA炮彈合金鋼（化學(xué)成分）的熱處理工藝改進(jìn)
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時(shí)間：2015-01-06
35Cr3NiMoA炮彈合金鋼（化學(xué)成分）的熱處理工藝改進(jìn)
35Cr3NiMoA鋼為炮彈合金鋼，由于該鋼種的淬透性好，采用油淬就可完全淬透，從而使鋼件整個(gè)截面均得到很高的強(qiáng)度與硬度，并保持一定的韌性。根據(jù)產(chǎn)品性能和工藝性能要求，沿鋼件軸向分布的力學(xué)性能要求不同：頭部要求高硬度；中部要求有高的綜合力學(xué)性能；尾部要求較低的硬度，以便熱處理后仍能進(jìn)行切削加工。經(jīng)過摸索試驗(yàn)最終確定鋼件的熱處理工藝流程為：沖壓→軟化退火→粗加工→淬火→檢測(cè)硬度→整體回火→檢測(cè)硬度→尾部回火→檢測(cè)硬度→整體回火→檢測(cè)硬度→精加工。熱沖壓后的鋼件毛坯，因硬度高，須經(jīng)軟化退火，以改善其切削加工性能。
經(jīng)最終熱處理后，進(jìn)行鋼件硬度、力學(xué)性能、裂紋傾向性檢驗(yàn)，穿透試驗(yàn)項(xiàng)目驗(yàn)收。鋼件尾部回火采用感應(yīng)加熱工藝，代替了采用鉛爐加熱的原工藝，改善了工作環(huán)境。
為滿足產(chǎn)品熱處理后頭部具有足夠的強(qiáng)度，心部與整個(gè)截面均淬透，整個(gè)截面布氏硬度印痕直徑按梯度分布，頭部布氏硬度印痕直徑達(dá)到2.9～3.1mm，尾部布氏硬度印痕直徑達(dá)到3.3～3.6mm的工藝要求，最終采用局部感應(yīng)回火熱處理。最終熱處理后力學(xué)性能要求為：屈服強(qiáng)度≥690MPa，斷面收縮率≥35%。
試驗(yàn)用鋼件材料為布氏硬度印痕直徑達(dá)到2.9～3.1mm，化學(xué)成分見表1：
表1??試驗(yàn)用鋼化學(xué)成分
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元素
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C
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Mn
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Si
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Cr
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Ni
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Mo
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Cu
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P
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S
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規(guī)定值
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0.32～0.39
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0.25～0.50
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0.18～0.40
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2.40～2.90
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1.10～1.50
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0.15～0.25
|
≤
0.25
|
≤
0.025
|
≤0.025
|
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測(cè)量值
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0.39
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0.36
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0.29
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2.47
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1.22
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0.21
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＜0.25
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＜0.025
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0.0018
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?
鋼件在熱處理后的穿透強(qiáng)度試驗(yàn)（經(jīng)復(fù)試）后頭部出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。分析其出現(xiàn)熱處理缺陷的原因是：采用感應(yīng)加熱爐進(jìn)行尾部回火，鋼件表面存在加熱區(qū)段與非加熱區(qū)段間的交界帶。由于感應(yīng)加熱回火時(shí)溫度梯度的變化，使鋼件體積發(fā)生熱脹冷縮的變化，造成殘余應(yīng)力的存在，導(dǎo)致穿透強(qiáng)度試驗(yàn)后在鋼件頭部出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。
解決措施：鋼件尾部回火后增加一次全彈回火，以消除由于溫度梯度而產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，熱處理后力學(xué)性能合格，組織均為回火索氏體。通過穿透強(qiáng)度試驗(yàn)，結(jié)果未出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。試驗(yàn)結(jié)果表明，尾部回火后增加一次全彈回火可消除由于溫度梯度而產(chǎn)生的應(yīng)力，工藝改進(jìn)后，經(jīng)小批量生產(chǎn)考核，產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定，通過了靶場(chǎng)穿透強(qiáng)度試驗(yàn)，保證了產(chǎn)品性能，并利于切削加工。
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