40Cr鋼管退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)熱處理工藝

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制定40Cr鋼退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)熱處理工藝，測(cè)定在各種熱處理情況下試樣的硬度和沖擊韌性，并進(jìn)行材料的金相組織分析，得出了40Cr鋼調(diào)質(zhì)處理具有良好綜合性能的結(jié)論。

1 40Cr材料簡(jiǎn)介

1．1 40Cr的化學(xué)成分及臨界溫度

40Cr的化學(xué)成分及臨界溫度見(jiàn)表1。

表1 40Cr的化學(xué)成分及臨界溫度

化學(xué)成分 臨界溫度C Mn Si l C Ac Ac0 A A 0

0．37～0．45 O．5～O．8 。．2～。．4I。．8。～1．1。 743 800 693 73O

1．2 4OCr的性質(zhì)

從鐵碳合金相圖來(lái)看，40Cr鋼屬于亞共析鋼，緩冷到室溫后的組織為鐵素體+珠光體；從鋼的分類(lèi)來(lái)看，40Cr鋼屬于低淬透性調(diào)質(zhì)鋼，具有很高的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，即具有良好的綜合機(jī)械性能；40Cr鋼可用于制造汽車(chē)的連桿、螺栓、傳動(dòng)軸及機(jī)床的主軸等零件。

2 40Cr熱處理工藝特性介紹

2．1 預(yù)備熱處理

調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)熱加工后，必須經(jīng)過(guò)預(yù)備熱處理來(lái)降低硬度，便于切削加工，消除熱加工時(shí)造成的組織缺陷，細(xì)化晶粒，改善組織，為最終熱處理做好準(zhǔn)備。對(duì)于

40Cr鋼而言，可進(jìn)行正火或退火處理。

2．2 最終熱處理

調(diào)質(zhì)鋼的最終熱處理是淬火加高溫回火。一般可以采用較慢的冷卻速度淬火，可以用油淬以避免熱處理缺陷。當(dāng)強(qiáng)度較高時(shí)，采用較低的回火溫度，反之

選用較高的回火溫度。

3 40Cr熱處理工藝的制定

按上述知識(shí)，對(duì)40Cr鋼分別采用退火、正火、淬火、不同的回火溫度情況下的熱處理，測(cè)定不同情況下試樣的硬度與沖擊韌性值。

3．1 退火工藝的制定

圖1為退火及正火工藝曲線(xiàn)圖。加熱溫度：A 。+

(3O～50) C，由此確定加熱溫度為850 C；保溫時(shí)間：

120min；冷卻方式：隨爐冷卻。

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圖1 退火及正火工藝曲線(xiàn)圖

3．2 正火工藝的制定

加熱溫度：Ac。+ (30~50)C，由此確定加熱溫度為850 C；保溫時(shí)間：120min；冷卻方式：空冷。

3．3 淬火工藝的制定

圖2為淬火工藝曲線(xiàn)圖。加熱溫度：A 。+ (3O～50)C，由此確定加熱溫度為850 C；保溫時(shí)間：80min；冷卻方式：油冷。

3．4 回火工藝的制定

3．4．1 低溫回火

圖3為淬火加低溫回火工藝曲線(xiàn)圖。亞共析鋼的低溫回火溫度為150 C～3O0 C，但鋼材的第一類(lèi)回火脆性溫度在250 C～400 C，由于40Cr中含有硅、錳、鉻等合金元素，第一類(lèi)回火脆性溫度將有所增高，所以選用低溫回火溫度為240 C；保溫時(shí)間為60min；采用空冷。

3．4．2 中溫回火

中溫回火溫度為350 C～500 C，選用溫度為460 C；保溫時(shí)間為50min； 空冷。

3．4．3 高溫回火(調(diào)質(zhì)處理)

高溫回火溫度為500C～650 C，可選用加熱溫度為620 C； 保溫時(shí)間為60min；空冷。空冷t／Ⅲlii

4 40Cr熱處理沖擊韌性與硬度為檢測(cè)試樣在熱處理后的硬度與韌性，對(duì)退火和正

火的試樣進(jìn)行布氏硬度的測(cè)定；對(duì)淬火后低溫回火、中溫回火、高溫回火(調(diào)質(zhì))的試樣進(jìn)行洛氏硬度的測(cè)定；同時(shí)對(duì)調(diào)質(zhì)處理與油淬后的試樣進(jìn)行沖擊韌性測(cè)定。結(jié)論見(jiàn)表2沖擊韌性值，表3退火、正火的布氏硬度值，表4淬火后回火熱處理的洛氏硬度值。表2 40Cr的沖擊韌性值(多試樣平均at值)試樣編號(hào)試樣熱處理工藝 Ⅱ 值J／mm

1 4OCr 850 C油淬+620 C回火 148

2 4OCr 850℃ 空冷 56

5 40Cr熱處理金相組織分析

面積小，同時(shí)鉻能阻礙碳的擴(kuò)散，而鉻本身擴(kuò)散速

度較慢，因此加熱溫度應(yīng)選擇上限，且保溫時(shí)間加長(zhǎng)，否則球狀滲碳體很難完全溶解而被保留下來(lái)，造成淬火后硬度及強(qiáng)度下降。

6 結(jié)論 處理后的鋼可以用來(lái)制作曲軸、連桿、機(jī)床主軸、齒輪

通過(guò)對(duì)不同熱處理試樣的硬度值、沖擊值的測(cè)定，等既要求強(qiáng)度又能承受沖擊和交變負(fù)載作用的零件。可知正火后40Cr試樣的硬度值比退火后試樣的硬度

值略高，比油淬試樣的硬度低，同時(shí)硬度值也低。45號(hào)鋼管、40Cr鋼管的調(diào)質(zhì)熱處理

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