20钢淬火工艺

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1、万方数据2006年第2期(总110期)20钢淬火工艺陈忠军1。李峰2(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20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：TGl56．31文献标识码：B文章编号：1673—3355(2006)02—0004—0220—-gradeSteelQuenchingProcessChenZhongjun，LiFengAbstract：Thequenchingprocessfor2

2、0一gradesteelisstudiedinordertosubstitutesomesteelQT-treated，suchas35-gradeand45-gradesteel．Keywords：low—carbonmartensite；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(

3、C<0．25％)或低碳合金钢在强烈淬火(水淬，或5％～10％NaCl或10％NaOH水溶液)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(150～200℃)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

4、、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—01—10—8一代替调质钢制造零件。2实验与分析普通淬火温度选择在AC3+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AC3“0～70℃，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(AC3+70～1

5、00℃)。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．获得最佳的强化效果。一般采用5％～10％NaCl或NaOH水溶液作为冷却介质。水温不得超过40℃。回火温度一般为200℃。若回火温度超过300oC，则钢的强度显著下降。试样：20钢，规格：030mmx50mm。实验万方数据《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火后硬度HRC整体加热900℃清水30整体加热900℃10％NaCl水溶液44高频表面加热950oC10％NaC

6、l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900℃保温，淬人5％～10％的NaCl水溶液。200℃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HRC矿fMPa)占(％)35调质处理26～30680--94010～1245调质处理26～30680-110015～20900oC淬人5％～2010％NaCl水溶液，4211215200℃回火感应加热表面淬火时．在

7、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NaCl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

8、～300℃区间内，冷速也比清水快。低碳钢在200℃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2