基本信息
- 項目名稱：
- 20CrMnTi等溫正火處理工藝研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 本文對20CrMnTi采用Ac3+30～50℃的正火加熱溫度范圍，出爐后強制風(fēng)冷，然后在560～640℃之間進行等溫正火的工藝進行了系統(tǒng)研究。結(jié)果表明：試樣的硬度值范圍為170HB?～203HB，觀察金相顯微組織為等軸狀鐵素體和珠光體；同時得到理想的適宜機械加工的硬度，完全滿足機械加工及最終熱處理對組織的要求，達到了節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)率的目的
- 詳細介紹：
- 20CrMnTi屬于低合金鋼，常用作滲碳齒輪鋼，其預(yù)先熱處理為調(diào)質(zhì)，現(xiàn)多用等溫正火工藝代替調(diào)質(zhì)工藝。其現(xiàn)行的正火時加熱溫度、等溫正火加熱溫度同為920-950℃，高于AC3以上達100℃。高溫加熱正火的目的是通過高溫加熱使奧氏體晶粒粗化，從而改善切削加工性能。20CrMnTi鋼的Ac3約為825℃，按正火定義的加熱溫度：Ac3以上30～50℃計算，其理論正火奧氏體化加熱溫度為855-875℃之間?？梢姮F(xiàn)行等溫正火加熱溫度延用了普通正火加熱溫度，忽視了等溫正火的等溫冷卻轉(zhuǎn)變的特點。 20CrMnTi屬于本質(zhì)細晶粒鋼，即便加熱溫度在920-950℃間，晶粒也不會顯著粗化，再者，晶粒粗化將使材料強度下降，韌性降低。同時，采用較高的加熱溫度，不僅造成較大的能源消耗、氧化脫碳嚴重、增加切削加工余量，而且降低熱處理設(shè)備的使用壽命和設(shè)備生產(chǎn)率。 本次試驗等溫正火加熱溫度選擇在855-875℃之間，即Ac3以上30～50℃，然后在560-640℃之間進行等溫冷卻。替代目前廣泛采用的高溫加熱等溫正火工藝，通過調(diào)整等溫冷卻溫度的高低，充分發(fā)揮等溫正火的優(yōu)勢，獲得所需的均勻組織及合理的硬度，達到改善切削性能及為最終熱處理做組織準備的目的。由于降低了正火溫度，從而實現(xiàn)減少能源消耗、提高生產(chǎn)率、延長設(shè)備使用壽命、低碳環(huán)保。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 正火冷卻方式采用等溫轉(zhuǎn)變后，其正火加熱溫度是否有必要選擇920～950℃，在奧氏體化溫度920～950℃下加熱，對組織的粗化作用有多大。本實驗從等溫正火所要得到的晶粒度、組織及硬度分析入手，通過對比分析現(xiàn)行高溫加熱奧氏體化等溫正火工藝與低溫加熱奧氏體化等溫正火工藝的結(jié)果，如果低溫加熱等溫正火同樣能得到合理的晶粒度及等軸F+P晶粒且硬度符合要求的話，將是本次實驗的目的。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- （1）經(jīng)過研究后可以發(fā)現(xiàn)，等溫正火加熱溫度在860~880℃，等溫溫度在560~640℃之間的工藝能夠得到符合要求的顯微組織。 （2）等溫正火加熱溫度在860~880℃，等溫冷卻溫度定在560～640℃溫度區(qū)間，控制預(yù)冷速度能夠得到合適的硬度值，具有良好的機加工性能。 （3）研究的低溫等溫正火工藝完全能夠替代現(xiàn)行的高溫等溫正火工藝。 （3）在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，具有很好的節(jié)能降耗效果。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- （1）經(jīng)過研究后可以發(fā)現(xiàn)，等溫正火加熱溫度在860~880℃，等溫溫度在560~640℃之間的工藝能夠得到符合要求的顯微組織。 （2）等溫正火加熱溫度在860~880℃，等溫冷卻溫度定在560～640℃溫度區(qū)間，控制預(yù)冷速度能夠得到合適的硬度值，具有良好的機加工性能。 （3）研究的低溫等溫正火工藝完全能夠替代現(xiàn)行的高溫等溫正火工藝。 （3）在設(shè)定的溫度范圍內(nèi)，具有很好的節(jié)能降耗效果。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 20CrMnTi屬低合金鋼，常用作滲碳齒輪鋼，其預(yù)先熱處理為調(diào)質(zhì)，現(xiàn)多用等溫正火代替調(diào)質(zhì)?，F(xiàn)行的正火時加熱溫度、等溫正火加熱溫度同為920-950℃，高于AC3以上達100℃。高溫加熱正火目的是通過高溫加熱使奧氏體晶粒粗化，改善切削加工性能。20CrMnTi鋼的Ac3約為825℃，按正火定義加熱溫度：Ac3以上30～50℃計算，其理論正火奧氏體化加熱溫度為855-875℃之間。可見現(xiàn)行等溫正火加熱溫度延用了普通正火加熱溫度，忽視了等溫正火的等溫冷卻轉(zhuǎn)變的特點。 ，晶粒粗化將使材料強度下降，韌性降低。同時，采用較高的加熱溫度，不僅造成較大的能源消耗、氧化脫碳嚴重、增加切削加工余量，而且降低熱處理設(shè)備的使用壽命和設(shè)備生產(chǎn)率。 本試驗等溫正火加熱溫度在855-875℃之間，即Ac3以上30～50℃，然后在560-640℃之間進行等溫冷卻。替代目前采用的高溫加熱等溫正火工藝，通過調(diào)整等溫冷卻溫度的高低，充分發(fā)揮等溫正火的優(yōu)勢，獲得所需的均勻組織及合理的硬度，達到改善切削性能及為最終熱處理做組織準備的目的。由于降低了正火溫度，從而實現(xiàn)減少能源消耗、提高生產(chǎn)率、延長設(shè)備使用壽命、低碳環(huán)保。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 經(jīng)過研究等溫正火加熱溫度在860~880℃，等溫溫度在560~640℃之間的工藝能夠得到符合要求的顯微組織。并具有良好的機加工性能。完全能夠替代現(xiàn)行的高溫等溫正火工藝、具有很好的節(jié)能降耗效果。
參考文獻
- [1]劉云旭 劉澄 張繼魁等．汽車齒輪用滲碳鋼的發(fā)展前景及現(xiàn)狀[J] ．汽車工藝與材料，2006，（4）：1-4 [2]翟正龍 李豐功 申景霞等．萊鋼20CrMnTiH齒輪鋼現(xiàn)狀淺析[J] ．萊鋼科技，2002，（1）：48-53 [3]胡光立 謝希文鋼．的熱處理（原理與工藝）[M] ．陜西：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1996：170 [4]許德惠 謝飛 牟宗山．汽車滲碳鋼預(yù)先熱處理綜述[J] ．金屬熱處理，2005，30：54-58 [5] 徐 鐵,李志華,陳賽元．鍛件毛坯等溫正火工藝探討[J] ．熱處理技術(shù)與裝備，2006，27（4）：33-36 [6]謝飛 牟宗山汽．車齒輪毛坯的等溫正火處理[J] ．機械工人，2005，（6）：27-30 [7]戴起勛 程曉農(nóng)．金屬材料學(xué)[M] ．化學(xué)工業(yè)出版社，2005：46 [8] 葉衛(wèi)平,張覃軼主編．熱處理實用數(shù)據(jù)速查手冊[M] ．北京：機械工業(yè)出版社，2005：221 [9]全國熱處理標準化委員會編．金屬材料熱處理標準應(yīng)用手冊[M] ．北京：機械工業(yè)出版社,2005-7：46 [10]王猛 崔京玉 陳明躍等．等溫正火溫度對20CrMnTiH 組織硬度的影響[J] ．萊鋼科技，2009年，（1）：13-16
同類課題研究水平概述
- 無
