20钢淬火工艺
20钢淬火工艺 2006年第2期(总110期
2O钢淬火工艺
陈忠军.,李峰
(1.黑化集团有限公司硝铵厂助理工程师,黑龙江富拉尔基1610412.一重集团有限公司工具分厂
工程师.黑龙江富拉尔基161041)
摘要:研究2O钢的淬火工艺,代替35,45等一些调质钢. 关键词:低碳马氏体:调质;表面淬火
中图分类号:TG156.31文献标识码:B文章编号:1673—3355(2006)02—0004—02 20-gradeSteelQuenchingProcess ChenZhongjun,LiFeng
Abstract:Thequenchingprocessfor20-gradesteelisstudiedinordertosubstitutesomesteel
QT-treated,such
as35一gradeand45一gradestee1.
Keywords:low-carbonma~ensite;quenchingandtemperingtreatment(QT);caseharden
工程中为了满足使用的需要,对材料性能提
出了的不同要求.而在实际生产中,有时也会遇
到材料的代用,如能否用20钢代替35,45的调
质钢?这就要求我们对其热处理工艺进行研究.
寻求一种合适的工艺来满足生产需要.
1理论分析
低碳钢fC<0.25%1或低碳合金钢在强烈淬火
f水淬,或5%,10%NaC1或l0%NaOH水溶液1
后,可得到板条状低碳马氏体.这种组织具有板
条状形态及位错型亚结构,具有较高的强度,良
好的塑性和韧性,在淬火或低温回火f150,200
cI=)状态,强度高而塑性,韧性良好.在静载荷, 交变载荷及多次冲击载荷下,缺口敏感性及过载 敏感性都较低.此外,低碳钢在制作零部件的过 程中还具有独特的工艺性能,而且又保持了低碳 钢优良的冷成形性和可焊性.具有较小的热处理 变形及脱碳倾向等.因此,低碳钢及低碳合金钢 强烈淬火或低碳马氏体得到了人们的重视,应用 日益广泛,成为发挥钢材强韧化潜力,延长机器 零件寿命的一个重要途径.在某些方面可以用来 收稿日期:2005—12—21:修回日期:2006一Ol—lO 一
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代替调质钢制造零件.
2实验与分析
普通淬火温度选择在AC+30,50oC,而对于 20钢,属于低碳钢,淬火后不容易得到马氏体组 织,所以淬火加热温度可选择AC+40,70oC,较 高的温度可增加钢的淬透性,但同时会降低韧 性,增大变形.如果采用表面淬火,由于AC., AC,等的临界点均随着加热速度的增大而增高: 又由于感应加热没有保温时间,要完成奥氏体中 碳浓度的均匀化,只有依靠升高温度,因此淬火 温度比已经提高了的AC还要高fAC+70,100 ?).这样形成的奥氏体晶粒更加细小.感应加热 不适用于高硬度,高耐磨和高的接触疲劳强度的 零件,也不适用于工模具零件.
淬火冷却时应尽可能地采用强烈冷却,获得
10%NaC1或 最佳的强化效果.一般采用5%,
NaOH水溶液作为冷却介质.水温不得超过4O
?.回火温度一般为200?.若回火温度超过 300?,则钢的强度显着下降.
试样:20钢,规格:030mmx50mm.实验
《一重技术》
方法与结果对照表见表1.
表1
加热方式加热温度淬火介质淬后硬度HRC 整体加热9oo?清水30
整体加热9oo?1O%NaCI水溶液44 高频表面加热950?1O%NaCl水溶液46 如有一批螺栓,原用35,45钢经调质处理. 硬度为HRC26,30.后改用20钢加热至900oC保 温,淬入5%,10%的NaC1水溶液,200cI=回火. 处理后的机械性能完全达到要求.
对于35,45钢与20钢对照实验.试样:均 为010mmxl20mm.35,45钢(调质),20钢低 碳马氏体各种性能对照见表2.
表2
钢号热处理工艺硬度HRCfMea)占(%) 35调质处理26-30680-94010~12 45调质处理26-30680-11oo15,2O 90o?淬入5%一
2010%NaC1水溶液.4211215 2oo?回火
感应加热表面淬火时.在一定的加热温度 下,可在某一相应的温度下获得最高的硬度,提 高加热速度,这一温度向高温推移,对于相同的 材料,经感应加热表面淬火(喷射冷却)后,其
硬度比普通加热淬火的高2,6HRC.耐磨性比普 通淬火高得多.进一步提高了工件的抗疲劳性 能.
盐水或碱水用来淬火比清水好.优点是:在 盐水或碱水中淬火,炽热的工件表面形成蒸汽膜 的同时,析出盐或碱的晶体并且能立即爆裂,将 蒸汽膜破坏,工件表面的氧化皮也被炸碎.因而 提高了介质在高温区的冷却能力.常用的NaC1 水溶液浓度为5%,10%.在500—650oC区间的冷 却能力约为水的10倍,使钢淬火后得到高而均 匀的硬度,在200,300oC区间内,冷速也比清水 快.
低碳钢在200oC以下回火,板条状马氏体只 出现碳原子偏聚,而没有,碳化物析出.所以其 硬度保持不变,高于250oC回火时,由于渗碳体 的析出,使其硬度开始下降.
如果我们采用高温形变淬火f将钢加热到奥 氏体稳定化区,保持一段时间,在该状态下形 变,随后进行淬火获得马氏体组织的综合热处理 工艺),就能使HRC达到48左右.
3结语
20钢经过强烈淬火,完全能够满足生产的需 求,代替35,45钢调质使用.同理.20Cr或A3 (Q235)钢采用此方法也均能淬火,适合于生产需 求,特别是A3钢更经济实用.总之.只要我们 在生产过程中不断地探索研究,就一定会找到满 足生产需求的工艺.
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