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分享:磨面位置对20CrMnTiH 钢末端淬透性的影响

2022-10-13 14:14:35 

王春燕,汪春梅,张 勇,,

(芜湖新兴铸管有限责任公,241002)

摘 要:为了研究磨面位置对20CrMnTiH 影响,20CrMnTiH 同磨 面的硬度进行测试,采用光学显微电镜,读光仪对其化学成分进行分析结果表明:20CrMnTiH 钢试样,磨面位置对钢的末端淬透性测定结果的准确性非常关键;的直接原因,而化学成分的不均匀性是硬度差异大的根本原因

关键词:20CrMnTiH ;;;

中图分类:TG142.1 文献:A 编号:1001-4012(2022)04-0033-04

20CrMnTiH 钢具有良好的可锻性切削加性以及焊接性能,主要用于制造各种重型汽车吊车等机械的传动齿轮淬透性是衡量齿轮钢 质量的重要参数,影响着齿轮热处理后变形量的大 [1-2]在一定的奥氏体化条件下,淬透性取决于钢 的碳含量和合金化程度[3]通常依据 GB/T2252006透性端淬(Jominy )20CrMnTiH 钢末端淬透性的主要因素进行研究, 分析磨面位置对 20CrMnTiH 钢末端淬透 性 的 影 ,采用光学显微镜(OM)及扫描电(SEM)观察 其显微组织,并用红外碳硫分析仪其化学成分进行分析

1 末端淬透性测定的影响因素分析

影响钢材淬透性的主要因素包括钢材的化学成 晶粒度原始组织取样部位热处理磨面位置等化学 成 分 对 钢 的 淬 透 性 起 着 决 定 性 作 用20CrMnTiH ,这些元,最大,合金元素是次要影响因素,大多数合金元素溶 入奥氏体后,增大了奥氏体的稳定性,降低了临界冷 却速率,热处检验结果有着较大的影 [4-5],要严格按照标准对马弗炉进行定期校准,热处理过程中用套筒对其进行保护杨顺虎等[6]40MnBH 钢的末端淬透性进行研究,发现试样的直径和长度淬火装置的喷水高度淬火的水温都对检 验结果造成(1~2)HRC的偏差李尧等[7]究发 现奥氏体的晶粒度对淬透性有明显影响,则组织中马氏体的含量越高,因而硬度越高GB/T2252006,磨面的位,法进行标记,以确保在加工及热处理过程中标识始 终存在,否则会导致结果差异性较大,测试结果不具 有代表性



2 试验材料与方法

试验材料为20CrMnTiH ,其生产工艺为:水及废钢→120tLF()炉外 精炼→RH()3 (?90~?115mm),每种规的轧工艺相同的同一批次中取7个试样,试验条件一致的情况下,研究磨面位置对末端淬透 性的影响取样位置及磨面位置如图1所示,在标准规定 的 磨 面 位 置 (A,B)处 加 工 测 试 面,采 用 ERNSTTWIN-X ,(A,B)磨面成90°(C,D)以及45°两个面(E,F)加工测试面并测试其硬度,ZEISSAxioLab.A1ZEISSEVO10组织观察,材的成分进行检验

3 试验结果与分析

3.1 不同磨面的硬度

20CrMnTiH 钢进行端淬试验后,6个磨 面部20CrMnTiH 钢 试 样 的 硬 度差2由图2a)可知, 同批,J9J15,2b),(A,B)J9, 其次是(E,F),(C,D)最低由图2c)可知,(A,B)的硬度比较接近, (C,D)磨面的硬度相差最大,6的硬差普遍偏大,说明试样的外围硬度均较差?100mm 的棒材为例具体说明,(A,B)J9硬度差值1.4 HRC,3.8 HRC, (C,D)磨面均为3.7HRC,},磨面(E,F)的硬度差值平均为2.8HRC,最大 相差4.8HRC从磨面位置看,磨面(A,B)接近钢 2/5半径处,中心,(C, D)相当于钢的1/53/5,, 另一侧靠近中心,末端淬透性测定结果的准确性非常关键

3.2 化学成分分析

?100 mm 的棒材为试验对象,在热轧材横 截面径向每10mm 钻取钢屑,用红外碳硫仪进行碳 成分分析结果显示碳元素含量在径向的极差为 0.037%,2/5半径处存在最高点,这与(A,B)所在的位置基本一致,其硬度平均值也最高。(C, D)磨面的一面位于钢材的1/5,一面位于试样3/5,0.023%,(C,D),明碳元素分布的均匀性是影响淬透性的重要因素采用 ARL4460进行分析,碳元素的, 锰元素和铬元素的含量在试样1/2半径处也有明显 升高20CrMnTiH 1所示


3.3 显微组织

用线切割机对(C,D)磨面硬度差异大的试样 从距离末端约10mm 处横切,用砂纸磨到距离末端 9mm 的位,4%醇溶液侵,观察 硬 度 相 差 较 大 的 两 个 磨 面 的 显 微 组 织20CrMnTiH 钢试样不同检测面的显微组织如图3 ,3,++,的显++铁素混合,面所在纵截面轻磨并抛光,光学显微镜下显示不同 侧面的组织有一定差异:一侧J9位置处有明显的条 ,另一侧则无明显的条带偏析带内的组织为马 氏体+少量的贝氏体,条带两侧主要为贝氏体组织, 磨面的显微组织形貌如图4所示采用显微硬度计 区及带周的显,2由表2,非条 带区域的显微硬度平均值相差60HV1


在轧制及末端淬透性试,素在氏体中很难均匀化,成分的偏 ,从而在偏析区和非偏析区形成了明暗不同的条带 组织形貌各检测面中显微组织的不同是导致试样 硬度差异的直接原因,即各检测面中显微组织的均匀 性是决定端淬试样硬度均匀性的主要原因,而碳元素 及合金元素的均匀性较差是硬度有差异的根本原因


4 结语及建议

(1)精确标识磨面位置对于20CrMnTiH 末端淬透性测定结果的准确性非常关键建议当两 个磨面的硬度差超过5HRC,面成 90°的磨面上重复试验,10HRC,则应重新取样进行检测

(2)差异,是硬度差异的根本原因,要解决此类问题必须实现 钢水窄成分控制,将淬透性带宽控制在4 HRC ,才能提高末端淬透性试验结果的稳定性

参考文献: [1] 曹燕光,徐乐,时捷,.SAE8620H 理变形的 影 响 [J].,2016,28(5):47- [ 51. 2] 王晓英,颜慧成,仇圣桃.Mn- Cr齿轮钢淬透性带宽[J].,2016,51(10):54- [ 61. 3] HWANGBC,SUN D W,KIM SJ.Austenitizing temperatureand hardenabilityoflow-carbon boron steels[J].Scripta Materialia,2011,64(12):1118- 1120. [4] 刘虎林.[M].:术出版社,1981. [5] 云彦青,,,.响因素[J].化检验(物理分册),2009,45(9):588- 589. [6] 杨顺虎,徐浩,杨军,.检测过程对40MnBH 钢末端 [J].,2016,44(1):10- 13. [7] ,,,.20CrMnTi齿TiN 析出相对淬透性的影响[J].,2021,56(1):75- 84.