真空高压气淬300M钢的显微组织与力学性能.pdf

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1、第３９卷第５期Ｖｏｌ畅３９Ｎｏ畅５２０１４年５月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｙ２０１４真空高压气淬300M钢的显微组织与力学性能陈天运，刘天琦，孙枫（中国航空工业集团公司北京航空材料研究院，北京１０００９５）摘要：对３００Ｍ钢圆棒进行真空气淬试验，并对其淬透性、显微组织及力学性能进行了测试与分析。在１０ｂａｒＮ２真空高压气淬条件下，能淬透矱６０ｍｍ的３００Ｍ钢圆棒，气淬后抗拉强度达到２０００ＭＰａ，屈服强度１７００ＭＰａ，塑韧性指标能达到油淬性能，气淬后的显微组织为均匀的板条马氏体。关键词：真空高压气淬；３００Ｍ钢；淬透性；板条马氏体中图

2、分类号：TG156．95文献标志码：A文章编号：0254-6051（2014）05-0122-03Microstructureandmechanicalpropertiesof300MsteelaftervacuumhighpressuregasquenchingＣｈｅｎＴｉａｎｙｕｎ，ＬｉｕＴｉａｎｑｉ，ＳｕｎＦｅｎｇ（ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｉｔｉｔｕｅｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＭａｔｅｒｉａｌｓ，ＡｖｉａｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９５，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ，ｍ

3、ｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆ３００Ｍｓｔｅｅｌａｆｔｅｒｖａｃｕｕｍｇａｓｑｕｅｎｃｈｉｎｇｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅ矱６０ｍｍｒｏｕｎｄ３００Ｍｓｔｅｅｌｂａｒｃａｎｂｅｈａｒｄｅｎｅｄｆｕｌｌｙｗｈｅｎｇａｓ-ｑｕｅｎｃｈｅｄｕｎｄｅｒ１０ｂａｒＮ２ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ａｎｄｉｔｓｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｃａｎｒｅａｃｈ２０００ＭＰａａｎｄ１７００ＭＰａ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｔｈｅｐｌａｓｔｉｃｔｏｕｇｈｎｅｓｓｃａｎｒｅａｃｈｔｈｅｏｉｌｑｕｅｎｃ

4、ｈｅｄｏｎｅ，ａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｕｎｉｆｏｒｍｌａｔｈｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ．Keywords：ｖａｃｕｕｍｈｉｇｈｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｇａｓｑｕｅｎｃｈｉｎｇ；３００Ｍｓｔｅｅｌ；ｈａｒｄｅｎａｂｉｌｉｔｙ；ｌａｔｈｍａｒｔｅｎｓｉｔｅ真空热处理具有无氧化、无脱碳、无元素贫化的特验，单室的气体淬火过程淬火转移时间为从工作真空点，可以实现光亮热处理，可以使零件脱脂、脱气，避免度到达设定淬火气体压力的时间，一般完成这个过程表面污染和氢脆；同时可以实现控制加热和冷却速度，的时间＜１０ｓ，从而可以保证淬火开始过程中制

5、件的减少热处理畸变，提高材料性能；还具有便于自动化、冷却速度。本文研究了３００Ｍ钢真空高压气淬淬透柔性化和清洁热处理等优点。现在，该技术已经被广性、淬硬性及其力学性能。泛采用，并得到迅速的发展。真空热处理由早期的真１试验材料及方法空退火、真空除气向真空淬火、真空回火、真空化学热试验采用真空感应和真空自耗重熔技术抚钢产处理和特种热处理方向发展，并发展了各种组合模式３００Ｍ钢，化学成分见表１。试验采用尺寸为矱６０ｍｍ的真空热处理生产线。在真空热处理领域真空高压气×１３５ｍｍ和矱８０ｍｍ×１７５ｍｍ的两组圆柱试样进行淬技术是优先选用和发展的先进技术。试验，表面光

6、洁度达到Rａ＝３．２μｍ。试验前对原材料本试验采用的３００Ｍ钢是一种应用较成熟的低合进行９２５℃×５ｈ正火和７００℃×６ｈ回火后均空冷的金超高强度钢，在航空领域主要应用于飞机起落架、螺预备热处理。试验设备为ＢＭＩ型真空高压气淬炉，炉栓等强度结构件。随着我国航空零件的需要，目前的温均匀性±５℃，最高气冷压力１０ｂａｒＮ２，极限真空度研究方向是超大规格的３００Ｍ钢锻件的工艺及性能。１０Ｐａ。装炉位置如图１（ａ）所示，真空高压气淬热处３００Ｍ钢标准热处理制度中包括预备热处理９２５℃正理工艺曲线见图１（ｂ）。火＋７００℃高温回火，最终热处理８７０℃油淬＋３００℃回

7、火两次。成熟的淬火工艺为真空油淬，但是随着制表1300M钢的化学成分（质量分数，％）Table1Chemicalcompositionof件规格增大，对真空设备的要求不断提高，目前存在的thetested300Msteel（wt％）主要问题是淬火转移时间难以满足技术条件的要求ＣＭｎＳｉＳＰＣｒＮｉＭｏＶＣｕＡｌＦｅ（≤２５ｓ）。本研究尝试对３００Ｍ钢进行气体淬火试０．４００．６９１．６４０．００１０．００５０．８８１．８８０．４００．０７０．１００．０３６余量收稿日期：２０１３-０９-０５高压气淬临界淬透直径测定采取硬度法，从气淬作者简介：陈天运（１９８４

8、—），男，工程师，硕士，主要从事航空超高强度试样中部截取试样，由心