毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织和硬度的影响

合集下载

二次淬火温度对40Cr钢亚温淬火组织和韧性的影响

二次淬火温度对40Cr钢亚温淬火组织和韧性的影响

图 1 原始组织为淬火态的 40Cr 钢淬火+低温回火的金相照片(a~d) 1.试验方法 将 40Cr 钢用线切割加工成 10mm×10mm×20mm 圆柱型试样。首
先进行 920℃一次预淬火。然后将淬火后的试样进行 770℃、780℃、
参考文献 [1]杨在志.热处理工艺对 40Cr 钢组织性能的影响[J].钢结构, 2008,(01):36-39. [2]马跃新.40Cr 钢亚温淬火研究[J].现代制造工程,2006,(06): 36-40. [3]张志波.40Cr 钢在水中淬火的研究[J].一重技术,2004,(02): 25-27. [4]江国栋.40Cr 钢亚温淬火后的力学性能[J].机械工人.热加工, 2004,(12):74-76.
科技信息
专题论述
情和意志在一个时期内总存在许多不同的倾向,有合乎教育教学和规 律目标的,也有不符合的,要努力去扩展符合教育教学目标和教育教学 的倾向,对于不符合目标要求和规律的倾向要纠正,先引导学生感到有 纠正的必要,然后指导和督促他们自觉地去纠正。(2)根据不同的教学 内容采用不同的教学方法,对不同层次的学生提出不同的要求,使每一 个学生都获得成功的体验,努力在学生中普遍树立“老师有能力把我教 好”、“我能学好”的信念。(3)对待毛病较深的学生注意抓转机。要尽可 能地医治那些在学生思想和习惯上造成的创伤,抓住时机,促进其产生 根本的转变。(4)注意防止师生矛盾的激化。对有这样那样缺点和错误 的“差”生,施以纪律的约束,甚至严厉的批评都是必要的,但对学生人 格的侮辱、自信心、自尊心的伤害以及不公正不合理的评价,常常使学 生产生对立的情绪,使师生矛盾激化,不利于问题的解决,应教育从严、 处理从宽,这样才能得到学生理解,转化矛盾。
40Cr 钢是以 Cr 为主要合金元素的调质钢,主要用于制作调质机械 零件。要求具有较高的屈服强度、抗拉强度和塑韧性,但采用常规淬火 的 40Cr 钢的强度与韧性搭配不佳。为了获得良好的强韧性配合,采用 亚温淬火低温回火进行研究。本文主要研究亚温淬火温度对 40Cr 钢 组织和性能的影响。

正火对渗炭淬火质量的影响

正火对渗炭淬火质量的影响

正火对渗炭淬火质量的影响正火对渗碳齿轮畸变的影响主要是由切削加工后的残余应力,通过钢件正火后的显微组织和力学性能引发的。

分布均匀的F+P显微组织,较低强度与较大脆性的力学性能以及很小的残余应力可以减小齿轮无规律的热处理畸变。

为此,正火的加热温度要高,一般为Ac3+80~150°,奥氏体晶粒较大(主要是为了增加脆性),正火冷却需采用两段冷却和控制冷却的等温处理工艺,使F+P的转变在很小的温度范围或同一温度下进行,如图正火对切削加工的影响:渗碳齿轮毛坯正火的主要目的是提高钢件的切削加工性能,它要求钢件的强度低(刀刃容易插入)且脆性较大(容易断削和减小加工硬化率),并要求显微组织为加工硬化率小,淬火后体积胀大规律稳定的F+P,而不允许有M和贝氏体(B),尤其是低碳低合金钢中的粒贝,因硬度并不太高,光学显微镜的形状与P相似,不易被人们发现,而其中的M/A岛,加工硬化率高,既容易打刀,又会使切削残余应力增大,而使齿轮热处理畸变增大。

显微组织为F+P,硬度低而塑性高的低碳钢切削加工切削流出时切削与前刀面的相互滑动既在接触面上又转入较软的切削底层中,而发生塑性变形和加工硬化,切削与底层金属的等硬度线如图切削面上的硬度提高了近3倍,因为切削表层的塑性变形,其位错密度增高,空位增多,使其体积膨胀,因而产生内应力——残余应力。

对于汽车渗碳齿轮,为了提高钢件的切削性能,减小热处理畸变,三家国外汽车公司对齿轮毛坯的技术要求如图并且均采用等温正火或者利用锻件余热等温正火。

正火对齿轮用钢的影响:影响齿轮钢坯硬度和显微组织除了正火方法和工艺参数之外,化学成分尤其是淬透性也是重要的影响因素。

钢材成分偏析和带状组织严重,会使正火后齿轮毛坯切削性能恶化,齿轮各部位淬透性不一以及淬火体积变化不均,从而造成齿轮热处理畸变增大,对此,齿轮钢的成分偏析和带状组织也有严格要求。

正火与锻造以及渗碳淬火:由粗大奥氏体晶粒形成非稳定组织的低碳低合金钢有组织遗传性,渗碳齿轮钢锻造时,因高温加热,变形度不均和终锻温度较高,因而奥氏体晶粒比较粗大而不均匀。

正火对渗炭淬火质量的影响

正火对渗炭淬火质量的影响

正火对渗炭淬火质量的影响引言:正火是金属材料热处理的一种常用方法,通过正火可以改善材料的机械性能和工艺性能。

而渗碳淬火是一种先将低碳钢与碳质材料一起加热,使碳原子渗入低碳钢表面形成一定厚度的高碳表层,然后在高温下进行正火淬火。

正火对渗碳淬火质量具有重要的影响,下面将对其影响因素进行详细分析。

一、引入正火是将材料加热到高温,然后进行冷却的热处理方法。

在渗碳淬火过程中,正火可以起到调整碳元素分布和晶粒结构的作用,影响渗碳淬火层的质量。

下面将从以下几个方面分析正火对渗碳淬火质量的影响。

二、碳元素分布的调整渗碳淬火的目的是使得低碳钢的表层富含碳元素,从而提高硬度和耐磨性。

而在渗碳淬火后的正火过程中,会使得碳元素分布更加均匀,从而提高淬硬层的一致性和稳定性。

正火温度和时间的选择会直接影响到碳元素的分布情况。

正火温度过高或时间过长会使得碳元素在材料内部扩散过多,导致淬硬层脱碳,从而使得淬硬层的硬度降低。

而正火温度过低或时间过短,则会导致碳元素分布不均匀,浓度分布不合理,影响渗碳淬火层的质量。

因此,合理选择正火温度和时间是保证渗碳淬火质量的重要因素之一三、晶粒结构的调整渗碳淬火后,材料的晶粒结构会出现两种情况,即晶粒细化和晶粒长大。

渗碳淬火后的正火过程中,晶粒结构会得到进一步调整。

正火可以通过晶界扩散、晶界迁移和晶界消解等机制,调整晶粒的大小和形状。

较小的晶粒可以提高材料的强度和硬度,同时也可以提高渗碳淬火层的一致性。

因此,正火温度和时间的选择对晶粒结构的调整具有重要影响。

四、残余应力的消除在渗碳淬火中,材料经历变形和温度梯度的变化,会导致残余应力的产生。

正火可以通过热处理过程中的加热和冷却来调整材料的残余应力,并最终消除它们。

残余应力的存在会影响渗碳淬火层的质量,引起裂纹和变形等问题。

因此,正火的加热温度和冷却速率的选择对残余应力的消除具有重要意义。

五、冷却介质的选择正火的冷却介质是决定渗碳淬火质量的关键因素之一、冷却介质的选择取决于渗碳淬火层的厚度和要求,以及材料的性能要求。

等温正火对汽车齿轮渗碳淬火变形的影响

等温正火对汽车齿轮渗碳淬火变形的影响

等温正火对汽车齿轮渗碳淬火变形的影响摘要:汽车齿轮是汽车传动系统的重要组成部分,其性能直接影响着汽车的可靠性和使用寿命。

渗碳淬火是一种常用的齿轮热处理工艺,但其变形问题却一直困扰着汽车制造业。

本文研究了等温正火对汽车齿轮渗碳淬火变形的影响,并对相关问题进行了分析和探讨。

关键词:汽车齿轮、热处理、渗碳淬火、变形、等温正火正文:一、引言汽车齿轮是汽车传动系统的核心部件之一,直接影响着汽车的可靠性和使用寿命。

为了满足汽车的高速、重载等要求,齿轮通常需要经过热处理加工,其中渗碳淬火是最常用的齿轮热处理工艺之一。

然而,渗碳淬火不仅会使齿轮硬度提高,同时也会引起严重的变形问题。

为了解决这一问题,研究者们采用了等温正火技术来对其进行处理,并寻求在保证齿轮硬度的同时尽可能减少变形。

二、齿轮渗碳淬火变形问题在渗碳淬火过程中,齿轮会因为淬火速率的快速变化而产生大幅度的变形。

这些变形主要表现为轴向伸长和截面形变。

一方面,变形会导致齿轮运行时的噪声和振动等问题,降低了齿轮的使用寿命和安全性;另一方面,变形也会提高制造成本和加工难度,甚至会导致产品不合格。

三、等温正火的处理原理等温正火是一种热处理工艺,其处理过程中齿轮被先加热到高温区,然后在等温区停留一段时间,最后缓慢冷却。

等温区温度通常为850℃~900℃,等温时间根据齿轮材料、尺寸等因素而定。

等温正火的主要目的是通过消除齿轮的内部应力来减少变形。

四、等温正火的优缺点等温正火具有如下优点:①可以减少齿轮的变形,使齿轮更加稳定和可靠;②可以提高齿轮的耐磨性和疲劳性能;③可以改善齿轮表面的质量和光洁度。

然而,等温正火也存在如下缺点:①处理时间较长,费用较高;②对齿轮的材料和尺寸的要求较高;③无法处理一些特殊材料的齿轮。

五、等温正火在齿轮渗碳淬火中的应用由于等温正火对齿轮变形的减少效果显著,当前许多汽车制造厂商已经开始将其应用于齿轮渗碳淬火加工中。

例如,一些国外汽车厂商已经采用等温正火工艺生产了许多高性能齿轮,获得了很好的应用效果。

【学术论文】热处理温度对15Cr2Mo1钢显微组织和硬度的影响

【学术论文】热处理温度对15Cr2Mo1钢显微组织和硬度的影响

【学术论文】热处理温度对15Cr2Mo1钢显微组织和硬度的影响作者简介:王丽艳( 1987-) ,女,工程师,硕士,从事汽轮机材料技术研究与性能试验。

摘要:研究不同的热处理温度对 15Cr2Mo1 钢的显微组织和力学性能的影响,结果表明,随着热处理温度的升高,其硬度值先升高后降低,这归因于 15Cr2Mo1 钢中的层片状组织和奥氏体体积分数。

关键词: 15Cr2Mo1; 热处理; 显微组织; 硬度15Cr2Mo1 钢属于低碳低合金珠光体型耐热钢,广泛应用于电力、石化等领域[1-3]。

由于其具有较好的热强性和高温抗氧化性能,常用于制造加热炉管、压力容器等,工作温度在450~550℃[4-6]。

该钢常采用热轧正火+高温回火热处理工艺,组织为铁素体+层片状珠光体[7-8]。

这种层片珠光体属于亚稳组织,其表面积大,表面能高,所以在高温长期工作时,珠光体中的片状碳化物会自发转变为颗粒状,即造成珠光体球化[9-10]。

因此,本研究旨在通过分析不同热处理温度对15Cr2Mo1钢微观组织和力学性能的影响,为15Cr2Mo1钢的应用奠定理论基础。

1 实验材料及方法本实验所选用的15Cr2Mo1钢中C含量为0.12% ~ 0.18% ,Cr为2.00%~2.50%,Mo为0.90%~1.10%。

采用的热处理工艺是以1.63℃/s 的速度加热至980℃,保温30min奥氏体化后,再以1℃/s的速度冷却至不同温度,保温4h,保温温度分别为420℃,440℃,460℃,480℃,500℃,520℃,最后冷却至室温。

15Cr2Mo1 钢的显微组织观察所选用的设备是 Axiovert 40 MAT 型倒置光学显微镜和SUPRA 55高能场发射扫描电子显微镜。

采用HB3000 型硬度计测试 15Cr2Mo1 钢维氏硬度,载荷为 300 g,时间为 15 s。

15Cr2Mo1 钢中奥氏体体积分数采用 Proto-LXRD 应力分析仪测试。

浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析

浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析

浅谈渗碳热处理的控制与缺陷分析通常机械工件在完成机加工之后需要进行渗碳处理,来提高表面硬度、耐磨性能以及解除疲劳强度的等。

但是在实际的渗碳热处理过程中,常常会出现各种缺陷导致的最终的产品不能使用或者寿命降低。

本文主要针对渗碳热处理的控制以及缺陷进行了分析,对实际的渗碳热处理具有一定的指导意义。

材料为钢的机械零件为了得到较高的表面质量,一般都需要进行渗碳热处理,来提高零件表面的强度、硬度、接触疲劳强度和弯曲疲劳强度。

渗碳处理是将刚件放入到渗碳的介质中加热并保温一段时间,使碳原子能够渗入到刚件的表面,使的刚件表面的碳浓度增加。

渗碳属于金属表面处理的一种,对于低碳钢和低合金钢的应用较多;通过将活性渗碳介质和工件加热至900-1000℃的单相奥氏体,保温一定时间之后,碳原子进入到刚件的表层,但是钢件心部仍然保持原样。

1.渗碳热处理工艺1.1.渗碳热处理渗碳之后的钢件其表面的化学成分接近于高碳钢。

通常,钢件在渗碳之后要经过淬火处理,来达到高的表面硬度、耐磨性和疲劳强度,并实现钢件心部具有低碳钢淬火后的强韧性,使得钢件既具有非常好的表面质量优能承受冲击载荷。

渗碳工艺广泛的应用于航空航天、船舶海洋、汽车工业等行业。

1.2.渗碳热处理渗碳热处理按使用的渗碳剂可分为如下三大类:固体渗碳法:以木炭为主剂的渗碳法;体渗碳法:以氰化钠(NaCN)为主剂之渗碳法;气体渗碳法:以天然气、丙烷、丁烷等气体为主剂的渗碳法。

1.2.1.固体渗碳法先将处理工件去锈,以适当的间隔(20~25㎜以上)排列于渗碳箱中,周围填围渗碳剂,加盖以粘土封密装入电气炉。

加热保持一定时间。

在炉中经过所定后,在炉内慢慢冷却或者由炉中拖出空冷,后进行热处理。

渗碳钢的表面为高碳钢,心部为低碳钢,有必要施行适用各部份的硬化处理,一般进行一次淬火将心部组织微细化,其次进行二次淬火将渗碳层硬化,最后进行回火使硬化层的组织安定化。

但依钢材的种类及使用目的而有适当的热处理,镍铬钢、镍铬钼钢等的结晶粒粗大化少,未必要一次淬火,渗碳后实施球状化退火者已达一次淬火的目的,亦无此必要;一次淬火的淬火温度高,变形大,容易脆裂,要尽量避免;渗碳层浅的小工件通常省略一次淬火。

18Cr2Ni4WA渗碳后等温淬火对组织与性能的影响

18Cr2Ni4WA渗碳后等温淬火对组织与性能的影响

的综合力学性能。渗碳等温淬火试验工艺见表1。
表1渗碳等温淬火试验工艺
Tab.1 Testing proce璐of carburizing and austerpering
炉 正火 号 回火
渗碳 温度
高温 淬火温度及 等温温度及保 高温
回火 保温时间
温时间
同火
冷 低温 却 回火
l 950℃+
__——
900℃ 600℃×
图1渗碳气冷高温回火后的组织全貌 Fig.1 Micros廿1Jcture of steel 1 8Cr2Ni4WA afber
carb嘶zing锄d high·temperature tempe血g
2.1.2硬度 试验后检测心部与渗碳层硬度结果如表2。
表2等温后心部和表面硬度
Tab.2 C仰ter and surface IIardne豁after a崛terperi嚷
材料热处理技术镕Matedal&Heat TreanIlcnt
2009年7月
2a,(。) 图7不同表面状态的复合膜XRD图 Fig.7 The XRD patIems of colllposite
coating at diff毫rent state
表面粗糙度/um
时间/min
图8粗糙度对复合膜基膜结合力的影响 图9不同粗糙度复合膜摩擦曲线
2 600℃×
。__——
气冷 25h
25h

800℃× 15mill
240℃×15min
560℃× 200℃
280℃×15min

50minຫໍສະໝຸດ 也h300℃×l 5min
2实验结果及分析
2.1实验结果 2.1.1渗碳气冷高温回火组织

等温处理工艺对等温淬火球铁显微组织和硬度的影响

等温处理工艺对等温淬火球铁显微组织和硬度的影响
a se e i g t c n c n t e mi r sr cu e a d h r n s fa se p r d d c i o sd s u s d I u tmp rn e h i so h c o t t r n a d e so tm e e u t e i n wa ic s e . t u u l r i f u d t a u tm p r d d ci o ih mi r sr cu e c n an a n t n ea n d a se ie c n s o n ta se e e u t e i n wh c c o tu t r o t i sb i i a d r t i e u t n t a h l r e
等温处 理工 艺对 等温淬 火球铁 显微组 织和硬 度 的影 响
亚 斌1 ,贾 非 ,李乃 朴 ,房灿峰 ,郝 海, ,张兴国’ ,刘。 噎乐 ,蔡 勇 ,孟宪军 ,张宝昌 ( .大连理工大学 机械工程与材 料能源学部 ,辽 宁 大连 16 2 ; 1 10 4 2 .辽宁北方曲轴有 限公 司,辽 宁 本溪 1 7 0 ) 1 10
Ca Y n Me gXi jn, h n a c a g i o g, n a u Z a gB o h n n ( . a ut o c a i l n ie r gMaeil a dE eg , l nUn es yo e h oo y D l n 1 F c l f y Me h nc gn ei tr s n n ry Da a i ri f c n lg , a a aE n a i v t T i 1 2 , io i , hn ; . io i ot rn s at o, t.B n i 1 0 La nn , ia 0 4 L nn C i 2 L nn N r C a k h fC .Ld, e x 1 , i i Ch ) 1 6 a g a a g h 1 0 7 o g n Ab ta t A s mp rdd ci o ADIwi ih s e gha dhg u h es a ra db to src: u t ee u te rn( ) t hg — rn t iht gn s s et ymeh d e li h t n o w c e
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织和硬度的影响
摘要:采用汽车齿轮毛坯二次等温正火,对渗碳淬火金相组织和硬度影响进行了分析,得出毛坯二次等温正火状态下的齿轮渗碳淬火后,无明显带状组织存在,同一水平线心部硬度均匀,无明显黑相存在,残余奥氏体级别小,有效硬化层均匀。

1.前言
汽车齿轮毛坯的正火常常影响渗碳淬火金相组织和硬度,导致废品率较高。

我们通过对汽车齿轮毛坯的质量抽检,发现毛坯厂家有时供给的锻坯正火组织级别、晶粒度级别、带状级别和硬度超差不符合要求,这种毛坯加工的齿轮渗碳淬火后,金相组织不均匀。

对毛坯进行二次等温正火试验,经二次等温正火后毛坯金相组织级别符合技术要求,齿轮渗碳淬火后金相组织比较均匀,硬度散差较小。

本文针对汽车后桥从动锥齿轮2402037H1H试验进行了详细的分析,确定了毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织和硬度的影响。

2402037H1H毛坯材料为22CrMoH。

试验工艺:二次等温正火,高温炉内940℃保温2h,空冷(中速)至640℃左右,放入640℃低温炉等温2h后,出炉空冷。

渗碳淬火,连续炉渗碳温度930℃,渗碳16h,840℃淬火。

2.渗碳淬火金相组织
2.1带状组织
将二次等温正火毛坯加工的齿轮经渗碳淬火处理,试样腐蚀后显微镜下发现心部无带状存在。

而锻件毛坯加工的齿轮渗碳淬火后,发现心部有带状存在。

2.2黑相组织
二次等温正火毛坯加工齿轮经渗碳淬火后,显微镜下对切齿HV550处组织放大400倍观察,发现切齿组织无明显黑相存在。

通过观察锻件毛坯加工的齿轮经渗碳淬火处理,发现切齿HV550处组织有明显黑相存在。

2.3马氏体及残余奥氏体级别
二次等温正火毛坯加工的齿轮经渗碳淬火,切齿试样腐蚀后显微镜下观察,金相组织级别稍低。

锻件毛坯加工的齿轮直接渗碳淬火处理后,切齿试样金相组织级别稍高。

2.4同一水平线上有效硬化层
二次等温正火毛坯加工的齿轮经渗碳淬火处理后,对切齿试样同一水平线上
打有效硬化层,发现有效硬化层均匀,同一水平线均为1.8mm。

锻件毛坯加工的齿轮渗碳淬火处理后,切齿试样有效硬化层不均匀,同一水平线层深为 1.7mm 或1.9mm。

4.讨论分析
4.1通过毛坯二次等温正火试验表明,毛坯二次加热到奥氏体化温度过程中,奥氏体晶粒缓慢长大,当温度达到940℃保温2h后,组织完全奥氏体化,采用先快速冷却到640℃,再用稍慢的速度等温冷却,在一定温度范围的等温冷却过程中,较易得到平衡状态的铁素体和珠光体组织,这种受稍慢等温冷却的影响,组织颗粒均匀较细,达到了细化晶粒的作用。

同时在高温完全奥氏体化过程中,一方面铁素体和珠光体互溶,扩溶了部分带状组织,另一方面部分长大的奥氏体晶粒产生形核裂解,最后形成较均匀的奥氏体晶粒,在快速冷却阶段,消除了部分带状组织,使带状组织级别变小。

4.2由于高温对贝氏体转变影响较小,高温下奥氏体快速冷却时,容易形成粒状贝氏体组织。

二次等温正火组织中珠光体硬度稍低,铁素体硬度最低,我们认为用550-650℃等温来缓慢地转化组织,会得到均匀较细的珠光体和铁素体,硬度可以达到160-190HB的范围内,从而使硬度均匀化,硬度散差变小。

4.3通过对二次等温正火的齿轮渗碳淬火金相分析,该状态加工的齿轮在920~930℃温度渗碳下,本质细晶粒钢在此温度下晶粒不会过分长大。

通常在渗碳过程中,齿轮表面也会均匀地吸附活性[C],并不断向内扩散,当表面含碳量超过1.05%,就会析出饱和的碳,从而对淬火残余奥氏体数量产生影响,形成较多残余奥氏体,反之形成残余奥氏体数量较少。

在齿轮表面[C]以均匀的渗速向内扩散过程中,齿轮渗碳层往里组织的变化主要是基体组织的转变。

通过淬火后组织转变成了M+A’,由于二次等温正火细化了晶粒的作用,再加上齿轮表面渗碳浓度不高,淬火得到的M+A’组织的马氏体针长较短,残余奥氏体数量较少。

4.4由于渗碳温度对预先热处理的影响较小,二次等温正火已经改善了毛坯带状级别,淬火后组织形成大量的针状马氏体和少量的残余奥氏体,遮掩了微小带状组织的形态,显微镜下放大400倍不易观察到带状存在。

渗碳过程只是对表面碳浓度的改变,心部组织淬火后主要取决于原材料和二次正火后的组织状态,心部硬度也常常一样。

黑相主要是屈氏体和贝氏体混合物,它常常是在正火过程中冷却较快形成,通过二次等温正火工艺,较易消除这种组织。

如果不采用二次等温正火改善,这种黑相组织经渗碳淬火后常常“遗传”到渗碳淬火组织中。

5.结论
5.1毛坯二次等温正火影响齿轮的渗碳淬火,能改善齿轮渗碳淬火带状组织。

5.2毛坯二次等温正火能改善齿轮渗碳淬火同一水平线上的心部硬度。

5.3毛坯二次等温正火对齿轮渗碳淬火能减小针状马氏体和残余奥氏体级
别、减少黑相组织以及减少有效硬化层散差。

相关文档
最新文档