Влияние процесса глубокого науглероживания стали 18CrNiMo7-6 на свойства тканей
В последнее десятилетие или около того, высокоскоростное развитие ветроэнергетики, высокоскоростной железной дороги и т.д., европейский стандарт 18CrNiMo7-6 стали широко используется в производстве редукторов ветроэнергетики, шестерни с большим модулем, шестерни с большой грузоподъемностью и т.д... По мере увеличения модуля зубчатого зацепления, процесс науглероживания требует эффективной глубины слоя закалки 3 мм, или даже 4 мм, или 5 мм и более. Для закалки стали 18CrNiMo7-6 методом прямого закаливания глубиной 3 мм и более в отечественных условиях используются разные точки зрения, в то время как в Европе и США используется технология прямого закаливания методом науглероживания. Таким образом, для закалки стали 18CrNiMo7-6 глубиной более 3 мм, используя закалку методом прямого науглероживания и закалку двумя различными процессами, металлографической организацией, исследованиями механических свойств, для закалки стали 18CrNiMo7-6 с целью обеспечения основы для технологических испытаний.
Испытательный материал и метод испытаний
Испытательная сталь 18CrNiMo7-6 плавится вакуумной дегазацией в электродуговой печи, заливается в слитки, вскрывается заготовкой, кованая длина циферблата, нормализованная, высокотемпературная закалочная предпусковая обработка, изготовленная из образцов круглого прутка φ30mm × 180 мм, а затем науглероженная. Химический состав образца: wC=0.18%, wSi=0.28%, wMn=0.70%, wCr=1.6%, wMo=0.29%, wNi=1.48%, wP=0.013%, wS=0.011%, H≤2×10-6, O≤20×10-6, остальное - Fe.
Образцы круглого стержня φ30mm×180 мм были науглерожены в печи с контролируемой атмосферой типа Aichelin φ1600mm×2000 мм вместе с шестерней, температура науглероживания составляла 920-930°С, потенциал углерода в период науглероживания контролировался на уровне 1,1%-1,2%, время сильного науглероживания составляло 38-45 часов, потенциал углерода в период диффузии 0,65%-0,75%, время диффузии 14-20 часов. Затем понизьте температуру в печи. Понижение температуры до 830 ~ 850 ℃ изоляции 0,5 часа из печи. Два образца были закалены непосредственно в масло 60°C G, время закалки 30 мин; два других медленно охлаждались до комнатной температуры в медленной печи охлаждения, затем нагревались деталями в многофункциональной печи Aichelin, температура нагрева 830-850°C, углеродный потенциал 0,65%-0,75%, время выдержки 6ч, закалка в масло 60°C G, время закалки 30 мин. 4 образца были закалены при температуре 160-180°C. Отпущено на 6 часов, из печи выходит охлаждение воздуха. После закалки науглеродом и низкотемпературного отпуска проведены исследования металлографической организации и эффективной глубины слоя закалки в соответствии с ГБ/Т25744-2010 "Металлографические исследования закалки науглеродом и отжига стальных деталей" и ГБ/Т9450-2005 "Определение и калибровка глубины слоя закалки науглеродом и глубины слоя закалки стальных деталей". ИИ металлографический микроскоп для наблюдения за организацией, FM-700 полуавтоматический микротвердомер для проверки эффективной глубины слоя закалки, CMT5303 универсальная испытательная машина для испытания на растяжение, ZBC3302B ударный испытатель для ударного испытания.
Результаты теста и обсуждение
1
Организационные свойства стали 18ХрНиМо7-6, науглероженной и закаленной напрямую
Результаты испытаний: организация науглероженного слоя, как показано на рисунке 2, сорт С1, сорт М4, остаточный сорт А4, глубина закаленного слоя HV1550: 3,84 мм, поверхностная твердость 60-61HRC; организация керна, как показано на рисунке 3, низкоуглеродистый мартенсит; твердость керна 40HRC; размер зерна, как показано на рисунке 4; механические свойства, как показано в табл. 1.
2
Организационные свойства стали 18ХрНиМо7-6, науглероженной после закалки
Результаты испытаний: организация слоя науглероживания, как показано на рисунке 6, уровень С1, уровень М3, уровень остатка А2, глубина закалочного слоя HV1550: поверхностная твердость 3,90 мм 60-61HRC; организация сердца, как показано на рисунке 7, низкоуглеродистый мартенсит; твердость сердца 40HRC; размер зерна, как показано на рисунке 8; механические свойства, как показано в таблице 2.
3. обсуждение
(1) Механические свойства
18CrNiMo7-6 стали науглероженной прямой закалки плюс низкотемпературный отпуск и науглероженной медленного охлаждения повторного нагрева закалки и затем низкотемпературного отпуска, прочность на растяжение и предел текучести двух процессов после термообработки очень высоки, предел текучести 1229MPa, 1262MPa, предел текучести 1014MPa, 1048MPa, пластичность, вязкость очень хороша, удлинение 9%, 9,5%, соответственно. Сечение усадки 49%, 51%, поглощенная энергия удара 49 J, 45 J. Два различных методов науглероживания и закалки, прочность, пластичность, показатели вязкости очень близки, это потому, что 18CrNiMo7-6 легирующих элементов стали Cr в легированной стали в основном растворяется в феррите, так что сталь изотермической кривой правое смещение, улучшить прочность и закаливаемость стали, но и улучшить твердость и износостойкость стали. легирующий элемент Ni в условиях равновесия почти полностью растворен в феррите, так что сталь изотермической кривой правое смещение, и сталь Ni в нагреве зерна не легко вырасти. хорошая роль Ni является увеличение содержания, может быть целесообразно для улучшения прочности в то же время, пластичность, вязкость имеет хорошее влияние, особенно низкая температура значение ударной вязкости выше. Cr и Ni добавляются в сталь в то же время, в дополнение к усилению эффекта Cr, он также может поддерживать хорошую роль Ni, с тем чтобы получить высокие комплексные механические свойства. Кроме того, благодаря взаимодействию Cr и Ni, закаливаемость стали значительно повышается, далеко выходя за рамки действия одних только элементов. Добавление небольшого количества Mo элементов имеет эффект рафинирования зерна, поэтому 18CrNiMo7-6 стали науглероживание, закалка, низкотемпературный отпуск после высокой прочности, хорошая пластичная вязкость.
(2) Организация
18ХрНиМо7-6 прямая закалка науглероживанием стали и низкотемпературный закаливание и низкотемпературный отпуск закаливанием и низкотемпературный отпуск науглероживанием медленного охлаждения, два процесса после термообработки металлографической организации науглероживающего слоя составили мартенсит 4 и 3, остаточные аустенит 4 и 2, карбид 1, сердцевина низкоуглеродистого мартенсита, фактический размер зерна 7 - 8. После закалки методом прямого закаливания + низкотемпературный отпуск, уровень мартенсита и остаточного аустенита в 1 и 2 классах выше, чем при закаливании, медленное охлаждение, закалка методом нагревания + низкотемпературный отпуск, карбиды и организация сердечника одинакова. Потому что, Ni и железо для создания бесконечной взаимной растворимости γ-фазной области для аустенитных формовочных элементов, Ni в стали не может быть объединен с углеродом для образования карбида; Cr, Mo и углерод могут образовывать карбид, средний карбид формовочных элементов. 18CrNiMo7-6 стали в процессе науглероживания медленного охлаждения, будут Cr, Mo и другие элементы карбидных осадков, так что содержание углерода в аустените уменьшается, в процессе повторного нагревания закалки, за счет Cr, Mo и другие элементы карбида растворяются медленнее, содержание аустенита C, Cr, Mo уменьшается, так что мартенситное превращение аустенита начинает повышаться, и таким образом организация закалки и охлаждения становится более тонкой и менее остаточной аустенит. Таким образом, науглероживание прямого закалки, низкотемпературный отпуск, чем науглероживание медленное охлаждение, отопление закалки, низкотемпературный отпуск, поверхностный слой из высокоуглеродистого мартенсита слегка грубее, слегка больше остаточного аустенита. ни стали в отоплении зерна не легко расти, в то время как Мо также играет роль измельчения зерна, поэтому, науглероживание прямого закалки и науглероживания медленное охлаждение, а затем отопление закалки его размер зерна в основном то же самое, являются от 7 до 8 класса. Из-за лучшей закаливаемости ядром является низкоуглеродистая организация мартенсита.
Заключение
Посредством прямого закаливания стали 18CrNiMo7-6 для глубокого цементирования, низкотемпературного отпуска и медленного охлаждения цементирования с нагревом, низкотемпературного отпуска с двумя технологическими испытаниями, сделаны следующие выводы.
(1) 18CrNiMo7-6 стали 930 ℃ науглероживание, науглероживание сильный потенциал науглероживания управления 1,1% ~ 1,2%, время 40 часов, диффузия углерода потенциал 0,65% ~ 0,75%, время 15 часов, то с охлаждением печи до 830 ℃, углерод потенциал 0,65% ~ 0,75%, проведение 0,5 часа из печи, при 60 ℃ G масло закалки, охлаждение 0,5 часа, и 160 ℃ × 6 часа отпуска После, организация науглероживающего слоя C1 сорт, M4 сорт, остаточный 4 сорт, глубина закалки слоя HV1550: 3,84 мм, поверхностная твердость 60 ~ 61HRC, организация сердца 1 сорт, твердость сердца 40HRC; размер зерна 7 ~ 8 сорт; предел прочности при растяжении: 1229MPa, предел текучести: 1014MPa, удлинение 9%, усадка секции 49%, энергия поглощения удара 49J.
(2) 18CrNiMo7-6 стали 930 ℃ науглероживание, науглероживание сильный науглероживание потенциал управления 1,1% ~ 1,2%, время 40 часов, диффузия углерода потенциал 0,65% ~ 0,75%, время 15 часов, то с охлаждением печи до 830 ℃, углерод потенциал 0,65% ~ 0,75%, изоляция 0,5 часа из печи медленного охлаждения до комнатной температуры, а затем нагревается до 830 ℃, углерод потенциал 0,65% ~ 0,75%, изоляция 6ч, до 60 ℃ G закалки масла, и 160 ℃ × 6ч после отпуска, науглероживание организации слоя C1 уровень, M3 уровень, остаточный уровень A2, глубина закалки слоя HV1550: 3,90 мм поверхностной твердости 60 ~ 61 HRC, организация сердца 1 уровень, сердца твердость 40HRC; размер зерна 7 ~ 8 уровень; предел прочности при растяжении: 1262MPa, предел текучести. 1048MPa, удлинение 9,5%, усадка сечения 51%, энергия поглощения удара 45J.
