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常用合金渗碳钢及热处理

时间:2016-07-22? 来源:青岛丰东热处理 ?编辑:青岛丰东热处理 点击: 次
        常按淬透性的大小分为三类:(1)低淬透性渗碳钢。水淬临界淬透直径为20~35mm,渗碳淬火后性能一般可达σb≈700~ 850MPa,αK≈60~70J/cm2。用于制造受力不太大,对心部强度要求不高的小型、耐磨零件,如柴油机的凸轮轴、拉杆、小齿轮等。属于这类钢的有20Mn2、20Cr、20MnV等。这类钢(特别是锰钢)渗碳时晶粒易长大,对性能常按淬透性的大小分为三类:
        (1)低淬透性渗碳钢。
        水淬临界淬透直径为20~35mm,渗碳淬火后性能一般可达σb≈700~ 850MPa,αK≈60~70J/cm2。用于制造受力不太大,对心部强度要求不高的小型、耐磨零件,如柴油机的凸轮轴、拉杆、小齿轮等。属于这类钢的有20Mn2、20Cr、20MnV等。这类钢(特别是锰钢)渗碳时晶粒易长大,对性能要求高的零件,渗碳后要采用双重淬火。
        (2)中淬透性渗碳钢。
        油淬临界淬透直径为25~60mm。渗碳淬火后一般σb≈950~1200MPa,αK≈70~ 80J/cm2,用于制造承受中等载荷的耐磨零件,如汽车变速齿轮、万向节、齿轮轴、花键套轴等,属于这类钢的有20CrMnTi、12CrNi3、20MnVB等。这类钢的奥氏体晶粒长大倾向小,可在渗碳温度预冷到870℃左右直接淬火。
        (3)高淬透性渗碳钢。
        油淬临界淬透直径在100mm以上,甚至空冷也能淬成马氏体。渗碳淬火后性能一般σb≈1100~1200MPa,αK≈80~100J/cm2,用以制造承受重载荷及强烈磨损的重要大型零件,如内燃机的主动牵引齿轮、柴油机曲轴等,属于这类钢的有12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、18Cr2Ni4W等。由于渗碳层将存在大量奥氏体,降低硬度和强度,影响其寿命。因此在淬火后要进行冷处理。不过这种方法由于马氏体转变过程产生很大内应力,降低钢的韧性。另一种比较适宜的方法是渗碳后进行空冷形成马氏体,再在650℃左右高温回火,使渗碳层中的残留奥氏体分解并析出粒状碳化物。由于析出碳化物用去了较多的合金元素和碳,降低了渗碳层中的碳和合金元素含量,这时再加热到略高于Ac1淬火,碳化物不能全部溶入奥氏体,奥氏体中的碳及合金元素含量降低,从而Ms和Mf点升高,因此淬火后残留奥氏体量减少。淬火后仍需进行低温回火。
        我国常用合金渗碳钢的牌号、热处理、力学性能及用途列于表7-4。低、中淬透性的渗碳钢,在锻压后可用正火改善切削加工性能。但对于高淬透性的马氏体钢,因退火困难,一般在锻压后空冷淬火,在约650℃高温回火,获得回火索氏体,以利于切削加工。18Cr2Ni4WA钢的C曲线无珠光体转变,更不能用退火来降低硬度。
        近年来,生产中采用渗碳钢直接淬火和低温回火,以获得低碳马氏体组织,制造某些要求综合性能较高的零件,如传递动力的轴、重要的螺栓等。在某些场合下,它还可代替中碳钢的调质处理。

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