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减少残留奥氏体量的深层研究

来源: 更新日期:2019-02-12 11:12:35

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  20Cr2Ni4A钢具有良好的淬透性和强韧性,是高强渗碳钢中主要选择材料之一。但由于20Cr2Ni4A钢中含有大量铬、镍等合金元素,因而增强了奥氏体的稳定性。渗碳后基体中溶入了大量碳和合金元素,使Ms点显著下降,渗碳空冷后组织为针状马氏体+碳化物+大量残留奥氏体,渗碳空冷后表面硬度超过55HRC。重新加热淬火无法减少残留奥氏体,造成表层硬度偏低,达不到设计要求(?60HRC)。另外,在使用过程中残留奥氏体受热或在应变作用下转变,引起尺寸变化和应力重分配,也可能在磨削精加工时产生磨削裂纹。目前,减少残留奥氏体量的途径主要有高温回火和深冷处理,深冷处理易引起产品开裂和变形。
 
  研究不同高温回火工艺对20Cr2Ni4A渗碳层中残留奥氏体转变的影响,尤其是高温回火时间的影响。从而选择最佳的回火工艺,达到获得理想的渗碳淬火组织。采取第一次回火温度高和第二次回火时间长的工艺后进行淬火,表面硬度超过62HRC。得出的结论是:
 
  渗碳后渗碳表层显微组织为高碳淬火马氏体+碳化物+大量残留奥氏体。
 
  高温回火能有效减少基体中的残留奥氏体,随高温回火次数的增加,残留奥氏体量减少,淬火后渗碳表层的硬度升高。
 
  通过研究不同高温回火工艺对20Cr2Ni4A钢渗碳层中残留奥氏体转变的影响,分析得出工艺4是一种最理想的热处理工艺:650℃×30min高温回火+620℃×2h高温回火+810℃×30mm油冷淬火+160℃×2.5h空冷低温回火。
 
  20Cr2Ni4A钢渗碳后的高温回火过程中第一次高温回火为相变硬化消除占主导,回火温度要求偏高;第二次高温回火时残留奥氏体中碳化物析出占主导,回火保温时间长一点效果更好。