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1、热处理工艺对40CrMnMo钢耐磨性的影响佳木斯大学工学院(154007)宋春梅佳木斯电机厂(154002)吉善利摘要探讨了不同的热处理工艺所获得的各种组织状态对40CrMnMo钢的耐磨料磨损性能的影响。结果表明:在相同的试验条件下,不同的组织状态耐磨料磨损的性能有着明显的不同。相同的组织状态,在不同的磨损条件下所表现的行为也不尽相同。关键词热处理工艺组织状态耐磨性1前言磨料。冲击功为054J,冲击次数为200次。利用材料的磨料磨损取决于外部条件(载荷类型、磨TS14-2型万分之一感量天平称量磨损试验前后的料特征、环境状态等)和内部条件(组织状态、机械性重量,以
2、两次所称得的重量之差,即为磨损的失重能及磨损过程中组织状态和性能的变化等)的共同量,用以衡量耐磨性。作用。在外部条件确定后,组织状态的变化将对耐表3热处理工艺规范磨性能产生一定的影响[1]。40CrMnMo钢属于中工艺编号热处理工艺规范碳低合金结构钢,多以调质状态使用,具有较高的淬1850200min水淬透性和较好的强韧性配合[2]。但是,在耐磨料磨损2850200min油淬方面的性能变化规律却少见报导。作者从这方面出3850200min水淬+2002h发对该钢在不同载荷条件下的磨料磨损性能进行了4850200min油淬+2002h研究,以寻求不同的组织状态对耐磨料磨损
3、性能的5850200min水淬+4002h影响。6850200min油淬+4002h2实验材料和方法7850200min水淬+6002h实验用钢是普通工业用40CrMnMo钢,化学成8850200min油淬+6002h分和有关的物理常数如表1和表2所示。本文试验9850200min+35030min空冷所用试样均为10mm10mm21mm的和方形试3试验结果与分析样,所有试栏均经880正火,以获得均匀一致的预经热处理工艺规范处理和磨损试验之后所得的备组织,然后再分组进行不同热处理工艺的处理,获得不同的组织状态。本试验所采用的热处理工艺规数据如表4所示,
4、表中同时列出各组试样的硬度值。范如表3。金相组织与常规热处理后的组织无明显差别。本文表1实验用钢化学成(wt-%)中只列出三种典型工艺的金相组织照片以示区别。如图1所示。元素CSiMnMoCrPs表4磨损量及硬度含量/%04103110802510000350008工艺编号12345测量项目表2实验用钢的物理常数硬度(HRC)625570598545504临界点AclAc3Ar1Ms磨损滑动0116001799009300153401140温度()735780680340失重量/g冲击0034200162001740010300269工艺编
5、号6789磨损试验是在自制的多用途磨损试验机上进行测量项目的,分别测试了盘销式滑动磨料磨损和冲击磨料磨硬度(HRC)465345300410损。盘销式磨损采用120号刚玉砂布做磨料,在试滑动01727018660193301329磨损样上加07kg载荷,磨盘转速为每分钟60转,摩擦失重量/g冲击00284004390030500279距离110m;冲击磨损试验采用三体式磨料磨损,用淬火低温回火状态的GCr15钢做为对磨滚轮(HRC58~62),用20~40目精制石英砂作为流动的∀机械工程师#19982!49!33等温淬火组织与耐磨性等温淬火组织的金相照片见图1
6、-c。由照片中可以看出等温淬火组织具有典型的下贝氏体组织特征,组织中约有60%左右的下贝氏体。经等温淬火处理组的试样与淬火回火组的试样相比,其硬度低于淬火中温回火和低温回火组而高于淬火高温回a)850水淬(b)850油淬(c)850+350等温淬火火组。从磨损失重量来看,不论是盘销式滑动磨料图1金相组织1500磨损还是冲击磨损条件,等温淬火组的磨损失重量31淬火组织和耐磨性与淬火中温回火组的相差很少,甚至失重量比油淬由图1和表4可以看出,水淬和油淬的组织相中温回火组的失重量少。而与淬火高温回火组相比差不多,基本上都是由大量的板条马氏体、少量的片等温淬火组的耐磨性得以提高,但在韧性较
7、低的情状马氏体和一定数量的残余奥氏体组成。但是两者况下,提高硬度不一定能够改善耐磨性,而硬度相当的磨损失重量却有明显的差别。在盘销式滑动磨料时,提高韧性可望改善耐磨性。从以往的研究来看,磨损试验中,水淬的失重量较小,而油淬的失重量较40CrMnMo钢的等温淬火所获得的下贝氏体组织与大,从硬度变化来看,水淬的较油淬的硬度高,这说淬火中温回火所获得的回火马氏体组织相比较,硬明在此种条件下,硬度在提高耐
