亚温淬火工艺应用分析

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1、亚温淬火工艺应用分析ApplicationAnalysisofSubcriticalQuenchingProcessLiuXiaoting(Xi'anAerotechnicalCollege,Xi'an710077,China)摘要：通过亚温淬火的应用实例，从亚温淬火前工件的原始组织，亚温淬火的最佳温度，加热速度，保温时间等方面进行了分析和研究，展示其广阔的应用与发展前景。Abstract:Throughanapplicationexampleofsub-temperaturequenching,thispapera

2、nalyzedandstudiedfromtheoriginalorganizationofworkpiecebeforesub-temperaturequenching,thebesttemperatureofsub-temperaturequenching,heatingrate,holdingtimeandotheraspects,anddemonstrateditsbroadapplicationprospects・关键词：亚温淬火强韧化结构钢马氏体Keywords:sub-temperaturequench

3、ing；toughening；structuralsteel；Martensite中图分类号：TF7文献标识码：A文章编号：1006-4311(2011)27-0021-020引言传统的看法认为亚共析钢的淬火温度应该选择在AC3以上，而不宜采用不完全淬火。其理由是低强度高塑性的铁素体存在是牺牲强度来改善塑性的。然而，近年来大量的研究工作巳证实：把亚共析钢加热到奥氏体和铁素体两相区进行淬火后，获得强度高的马氏体和韧性相的铁素体的混合组织，可以在稍微提高或不降低或略降低材料的强度情况下明显地提高钢的韧性和塑性，尤其是提高

4、低温韧性，降低临界脆性转变温度，抑制高温可逆回火脆性，防止变形和开裂。此工艺已成为提高钢的强韧化的有效措施。在热处理工艺上称之为亚温淬火。因亚温淬火的加热温度比普通淬火低，所以它具有延长设备寿命，降低能耗，减小零部件热处理变形与开裂倾向，提高产品力学性能和产品合格率等优点。1亚温淬火工艺亚温淬火作为钢的一种利用韧性相的强韧化工艺,正在国内外迅速发展。目前所研究的材料多属低中碳钢和低中碳合金钢。如15、20、45、12CrNi3>16Mn>20SiMn>30rMnSi>35CrMo,40Cr,40CrNi、60Si2M

5、n等结构钢。通过大量的研究，在结构钢的亚温淬火工艺上主要影响因素分析以下几方面。1.1工件的原始组织亚温淬火前工件的原始组织对其强韧化效果影响很大，针状组织形态的强韧性优于颗粒状的组织。因此淬火态优于调质态、正火态、退火态。而且提高预淬火的温度在一定程度上更能提高钢的亚温淬火的强韧性，因此预先制取板条马氏体组织是提高亚温淬火强韧化效应的一个途径。表1列岀了30CrMnSiA钢予先经热轧正火，淬火、高温淬火，然后中速加热至820°C油淬后的机械性能。显然1000°C高温预淬的亚温淬火的强韧性最佳。亚温淬火前究竟釆用什么

6、方式的预处理，主要根据工件的具体工艺要求来定，如果要求工件具有较高的强韧性则采取淬火或调质态的预处理，例如45钢钉要求使用后不卷刃，不崩刃，杆部不弯不断，柄部不脆裂。因此要求钢钉有较高的硬度，强度和良好的韧性。采用850°C±10°C油淬550°C高温回火的预处理，然后采用750±10°C油淬、水、250°C低温回火获得了良好的强韧性。如果仅仅是为了防止零件淬火开裂，而强度要求不高时，则正火态、退火态都可以。例如45钢滚轮（如图1）要求外圆耐磨，并有一定的韧性，淬火后的硬度HRC要求50〜55。经常规淬火后小孔部位严

7、重开裂,造成成批报废。直接经755°C亚温淬火，250°C回火，完全达到硬度与服役要求，尽管小孔处厚薄相差悬殊，但从未产生过裂纹。也可以说，亚温淬火是防止这类另件淬火开裂的有效方法。1.2亚温淬火的温度对于结构钢来讲，一般认为接近AC3为好，在低于AC35至15°C时能获得最佳的强韧化效果。温度过低必然使亚温淬火后的铁素体增多，马氏体减少，从而使强度下降，有时过低的温度（指接近AC1时）反而使钢的冲击韧性降低。40Cr钢（0.44C—0.38Si—0.64Mn—0.023P—0.028S—0.76Cr）Acl=743

8、°C,Ac3=802°C,普通淬火工艺：860°C保温30min—油淬一200°C回火、保温2h空冷。选取920°C淬火原始组织，然后在AC3以下30°C温度进行亚温淬火和低温回火，淬火加热保温30minf油淬-200°C回火，保温2h空冷工艺见表2。表3试验结果说明，亚温淬火，随淬火温度的升高，强度、硬度和耐磨性增加，塑韧性也略有增加，但不是