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淬火冷卻速度對20CrNi2Mo鋼組織及力學(xué)性能的影響

發(fā)布人:上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn 更新時間:2016-01-13
研究淬火時不同冷卻速率對20CrNi2Mo馬氏體鋼組織及力學(xué)性能的影響,試圖為優(yōu)化20CrNi2Mo馬氏體鋼的強(qiáng)韌性提供試驗參考。

?20CrNi2Mo鋼是低碳合金馬氏體鋼,其合金元素低,各種合金元素協(xié)同配合效果較好,在世界主要工業(yè)國家中,均將其列為推薦標(biāo)準(zhǔn)牌號。20CrNi2Mo鋼強(qiáng)度高、塑韌性好,適合用于制造大型的且承受大載荷的零件。本次工作主要研究淬火時不同冷卻速率對20CrNi2Mo馬氏體鋼組織及力學(xué)性能的影響,試圖為優(yōu)化20CrNi2Mo馬氏體鋼的強(qiáng)韌性提供試驗參考。

試驗用鋼為某廠生產(chǎn)的20CrNi2Mo低碳馬氏體鋼,通過TASMAN直讀光譜儀分析測得其主要化學(xué)成分如表1所示。
從Φ180mm的圓棒試樣上截取9個Φ18mm圓棒試樣和9個10.5mm×10.5mm×56mm方形試樣作為拉伸和沖擊試樣的毛坯,然后各試樣每3個為一組分別進(jìn)行不同淬火冷卻速率的熱處理。熱處理具體工藝見表2,就淬火介質(zhì)的冷卻能力而言,油的冷卻速率最慢,15%PAG溶液次之,10%冰鹽水冷卻速率最快。
對試樣進(jìn)行力學(xué)性能測試。在JB-30擺錘式?jīng)_擊試驗機(jī)上進(jìn)行沖擊試驗,測定其斷裂沖擊吸收能量;金相試樣在沖擊試樣上截取,采用光學(xué)顯微鏡觀察顯微組織;用洛氏硬度計在拋光的金相試樣上取5點進(jìn)行硬度測試。
表1??試驗用鋼化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)
C
Si
Mn
Cr
Ni
Mo
S
P
Fe
0.19
0.25
0.55
0.52
1.68
0.23
0.007
0.005
余量
?
表2??熱處理工藝
工藝編號
工藝參數(shù)
1
1000℃×50min油淬+350℃×75min回火(2次)
2
1000℃×50min,15%PAG溶液中淬火+350℃×75min回火(2次)
3
1000℃×50min,10%冰鹽水中淬火+350℃×75min回火(2次)
?
試驗結(jié)果表明:
(1)20CrNi2Mo鋼經(jīng)3種冷卻介質(zhì)淬火后均得到板條馬氏體組織,且隨著淬火冷卻速率的增大,晶粒度幾乎不變,而板條馬氏體束尺寸減小。
(2)隨著淬火冷卻速率的增加,20CrNi2Mo鋼的強(qiáng)度增大,伸長率和斷面收縮率基本保持不變。沖擊試驗表明,隨冷速增加,沖擊吸收能量增大,斷口由脆性斷口轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷口。

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