35Cr3NiMoA钢件的热处理工艺改进
黑龙江北方华安工业集团有限公司生产的某重要零件，材料为35Cr3NiMoA钢，由于该钢种的淬透性好，采用油淬就可完全淬透，从而使钢件整个截面均得到很高的强度与硬度，并保持一定的韧性。根据产品性能和工艺性能要求，沿钢件轴向分布的力学性能要求不同：头部要求高硬度；中部要求有高的综合力学性能；尾部要求较低的硬度，以便热处理后仍能进行切削加工。经过摸索试验最终确定钢件的热处理工艺流程为：冲压→软化退火→粗加工→淬火→检测硬度→整体回火→检测硬度→尾部回火→检测硬度→整体回火→检测硬度→精加工。热冲压后的钢件毛坯，因硬度高，须经软化退火，以改善其切削加工性能。
经最终热处理后，进行钢件硬度、力学性能、裂纹倾向性检验，穿透试验项目验收。钢件尾部回火采用感应加热工艺，代替了采用铅炉加热的原工艺，改善了工作环境。
为满足产品热处理后头部具有足够的强度，心部与整个截面均淬透，整个截面布氏硬度印痕直径按梯度分布，头部布氏硬度印痕直径达到2.9～3.1mm，尾部布氏硬度印痕直径达到3.3～3.6mm的工艺要求，最终采用局部感应回火热处理。最终热处理后力学性能要求为：屈服强度≥690MPa，断面收缩率≥35%。
试验用钢件材料为布氏硬度印痕直径达到2.9～3.1mm，化学成分见表1：
表1 试验用钢化学成分
|
元素
|
C
|
Mn
|
Si
|
Cr
|
Ni
|
Mo
|
Cu
|
P
|
S
|
|
规定值
|
0.32～0.39
|
0.25～0.50
|
0.18～0.40
|
2.40～2.90
|
1.10～1.50
|
0.15～0.25
|
≤
0.25
|
≤
0.025
|
≤0.025
|
|
测量值
|
0.39
|
0.36
|
0.29
|
2.47
|
1.22
|
0.21
|
＜0.25
|
＜0.025
|
0.0018
|
钢件在热处理后的穿透强度试验（经复试）后头部出现断裂现象。分析其出现热处理缺陷的原因是：采用感应加热炉进行尾部回火，钢件表面存在加热区段与非加热区段间的交界带。由于感应加热回火时温度梯度的变化，使钢件体积发生热胀冷缩的变化，造成残余应力的存在，导致穿透强度试验后在钢件头部出现断裂现象。
解决措施：钢件尾部回火后增加一次全弹回火，以消除由于温度梯度而产生的残余应力，热处理后力学性能合格，组织均为回火索氏体。通过穿透强度试验，结果未出现断裂现象。试验结果表明，尾部回火后增加一次全弹回火可消除由于温度梯度而产生的应力，工艺改进后，经小批量生产考核，产品的质量稳定，通过了靶场穿透强度试验，保证了产品性能，并利于切削加工。（余冶）
现货资源
| 品名 | 规格 | 材质 | 厂家 | 地区仓库 | 价格 | 现货 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 螺纹钢 | 12-32 | HRB400E | 长治市创发商贸有限公司 | 首钢长钢(首钢长钢) | 0 | 详情 |
| 热轧卷板 | 15.50×1500 | Q235B | 宁夏祥合明贸易有限公司 | 包钢(银川市西夏区) | 0 | 详情 |
| 普碳中板 | 14 | Q235B | 唐山沐翌供应链有限公司 | 唐钢(金秋港) | 0 | 详情 |
| 低合金板 | 35*2200*12000 | Q355B | 济南国泉钢材有限公司 | 鄂钢(省库) | 4800 | 详情 |
| 无缝管 | 12*2 | 20# | 山东东银金属材料有限公司 | 聊城精密(东银库) | 7700 | 详情 |
| 圆钢 | 22*9380 | 25CrMoA | 山东大万实业有限公司 | 宣钢(河北宣化) | 0 | 详情 |
| 热轧卷 | 3.0*1800*C | Q235B | 上海盛钢联供应链管理有限公司 | 宝钢(泉安/津澜) | 0 | 详情 |
| 高线 | 6、8、10 | 300E | 兰州清琦物资有限公司 | 酒钢宁钢兰鑫(厂发库提) | 0 | 详情 |
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