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中钢网新闻中心钢市纵横行业技术淬火温度对20CrNi2Mo钢力学性能的影响

淬火温度对20CrNi2Mo钢力学性能的影响

分享打印 2017-02-17 13:18 编辑:薇薇     来源: 行业技术     字体: [大][中][小]    

20CrNi2Mo钢是一种低碳低合金结构钢,其合金元素含量低,可以作为表面强化型的渗碳钢应用于渗碳齿轮、渗碳轴承等零件上;也用作整体强化型的高强度和超高强度合金结构钢,根据其使用条件和作用,对其力学性能有一定的要求。按其使用状态的热处理工艺划分,20CrNi2Mo钢属于淬火加低温回火钢,因此研究不同淬火温度对其力学性能的影响十分重要,尤其是强度和塑性的变化规律。

试验用钢为低碳低合金20CrNi2Mo钢,Ac3约810℃。通过TSMAN直接光谱仪测得其化学成分(质量分数,%)为:C0.19,Si0.25,Mn0.55,Cr0.52,Ni1.68,Mo0.23,S0.007,P0.005,Fe余量。将试样在真空炉中进行淬火处理,淬火温度分别为900、1000、1100、1200℃,保温时间为1h,采用5%冰盐水进行快速冷却,然后在200℃保温2h回火处理;最后精加工成标准拉伸试样,每组拉伸试样加工3根。

根据GB/T228.1-2010标准在Instron8501试验机上完成轴向拉伸试验,获得试验用钢的抗拉强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率及断面收缩率等力学性能的试验数据。

从拉伸试样上截取金相试样,经磨制和机械抛光后,用X-350A应力测定仪测得残留奥氏体的含量,再用过饱和苦味酸溶液腐蚀出奥氏体晶界,在PMG-3型光学显微镜下观察原奥氏体晶粒尺寸,从金相试样上切取0.4mm厚薄片,均匀磨至50nm,并经离子减薄制样,用TecnaiG2F20S-TWIN(200kV)型透射电子显微镜观察残留奥氏体的分布情况,用SUPRA40型场发射扫描电子显微镜对拉伸断口进行宏观和微观扫描分析。结果表明:

(1)随淬火温度增加,20CrNi2Mo钢的原奥氏体晶粒尺寸先是缓慢增加,超过1100℃时,晶粒尺寸迅速增加,且随着淬火温度的增加,材料的规定塑性延伸强度、抗拉强度和硬度降低,塑性有所增加。

(2)不同淬火温度工艺下,马氏体板条间均会形成一层很薄的残留奥氏体薄膜,而且随淬火温度的提高,残留奥氏体膜的分岔和弥散分布现象明显,这对提高塑性有重要贡献。

(3)拉伸断裂方式为韧性断裂,剪切唇所占比例随淬火温度升高而增加,放射区则随淬火温度增加而降低,且放射区韧窝尺寸随淬火温度增加而增大。(心远)






 

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