鍍鋅角鋼材料的淬透性能分析

時(shí)間：2021-04-16作者：鞍山寶得鋼鐵有限公司瀏覽：615

目前國內(nèi)重載齒輪制造領(lǐng)域，由于齒輪模數(shù)大，對鍍鋅角鋼材料的淬透性能有著嚴(yán)格要求，淬透性能差的材料無法保證齒輪的心部組織及力學(xué)性能滿足要求。當(dāng)前重載滲碳鋼齒輪的材質(zhì)主要有鍍鋅角鋼、18CrNiMo7-6、17CrNiMo6、20Cr2Ni4、20CrNi2Mo等，其中鍍鋅角鋼在重載齒輪制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鍍鋅角鋼的主要特點(diǎn)為Cr與Mn含量較高，對淬透性提高有著積極作用，滲碳后表面淬硬性好，齒輪滲碳淬火后表面硬度可以達(dá)到59～63HRC，同時(shí)滲碳層抗回火性能優(yōu)良，由于不含N

目前國內(nèi)重載齒輪制造領(lǐng)域，由于齒輪模數(shù)大，對鍍鋅角鋼材料的淬透性能有著嚴(yán)格要求，淬透性能差的材料無法保證齒輪的心部組織及力學(xué)性能滿足要求。當(dāng)前重載滲碳鋼齒輪的材質(zhì)主要有鍍鋅角鋼、18CrNiMo7-6、17CrNiMo6、20Cr2Ni4、20CrNi2Mo等，其中鍍鋅角鋼在重載齒輪制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鍍鋅角鋼的主要特點(diǎn)為Cr與Mn含量較高，對淬透性提高有著積極作用，滲碳后表面淬硬性好，齒輪滲碳淬火后表面硬度可以達(dá)到59～63HRC，同時(shí)滲碳層抗回火性能優(yōu)良，由于不含Ni元素，所以該材質(zhì)的韌性相對于18CrNiMo7-6類偏低。

鍍鋅角鋼淬火冷卻介質(zhì)是實(shí)現(xiàn)齒輪滲碳后性能的必要手段，通過淬火方可使擴(kuò)散入的碳原子產(chǎn)生硬化作用，使齒輪的表面、心部實(shí)現(xiàn)預(yù)期硬化性能。重載齒輪熱處理淬火冷卻介質(zhì)，目前主要有鹽浴以及油，本文主要涉及低溫鹽浴(50%硝酸鉀+50%亞硝酸鈉)與快速淬火油(K油)的對比。鹽浴與快速淬火油的冷卻機(jī)理明顯不同，鹽浴淬火為馬氏體分級淬火，采取的是“鹽浴-空氣”冷卻，在鹽浴內(nèi)完成心部組織轉(zhuǎn)變，隨后在空氣中完成表面組織轉(zhuǎn)變，鹽浴淬火變形相對較小，由于鹽比熱容大，其淬火冷卻介質(zhì)溫升較小，有利于淬火裝爐量提高?？焖俅慊鹩徒橘|(zhì)冷卻時(shí)，齒輪的心部以及表面在油中完成轉(zhuǎn)變，對于分級淬火油，。由于兩種淬火冷卻介質(zhì)的特性差異，滲碳淬火后的性能必然存在差異，本文研究了鹽浴與油介質(zhì)對鍍鋅角鋼重載滲碳齒輪淬火性能到影響，對合理選擇淬火冷卻介質(zhì)有著重要的指導(dǎo)意義。

(1)鍍鋅角鋼相同材質(zhì)及淬火溫度工藝，油淬的強(qiáng)度指標(biāo)**鹽淬，但塑韌性**鹽淬;相同材質(zhì)及淬火冷卻介質(zhì)，與常規(guī)840℃淬火比較，采用860℃快冷至840℃淬火將提高材料熱處理后的強(qiáng)度性能，同時(shí)降低塑韌性指標(biāo)。

(2)鹽淬或油淬對馬氏體形態(tài)影響很小，主要影響因素為淬火溫度及保溫時(shí)間。相同熱處理加熱制度，鹽浴淬火殘留奧氏體量比油介質(zhì)高。

(3)12模數(shù)鍍鋅角鋼齒形樣，采用不同溫度工藝，油淬或鹽淬后，其心部硬度均≤30HRC;且組織與硬度呈對于關(guān)系，均為B及少量M組織。兩種介質(zhì)高溫區(qū)冷卻速率相近，所以齒形樣心部性能無明顯差異。

(4)12模數(shù)鍍鋅角鋼齒形樣，鹽淬后齒根硬化層為節(jié)圓硬化層的60.78%～65.0%;油淬后齒根硬化層為節(jié)圓硬化層的60.7%～62.0%;采用860℃降840℃淬火不能有效提高齒根/節(jié)圓硬化層比值。

(5)齒形樣油淬后齒根部位離表面0.2mm范圍內(nèi)硬度值均**569HV，齒根表面軟面層約0.2mm，相同材質(zhì)及熱處理溫度，鹽淬則此現(xiàn)象。



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