40CrNi2Mo圓鋼鍛件生產(chǎn)

碳 C ：0.37～0.45
硅 Si：0.15～0.35
錳 Mn：0.50～0.80
硫 S ：允許殘余含量≤0.030
磷 P ：允許殘余含量≤0.025
鉻 Cr：0.60～0.90
鎳 Ni：1.25～1.65
銅 Cu：允許殘余含量≤0.025
鉬 Mo：0.15～0.25
力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)：≥980(100)
屈服強(qiáng)度 σs (MPa)：≥835(85)
伸長(zhǎng)率 δ5 (%)：≥12
40CrNi2Mo圓鋼圖案
40CrNi2Mo圓鋼圖案
斷面收縮率 ψ (%)：≥55
沖擊功 Akv (J)：≥78
沖擊韌性值 αkv (J/cm2)：≥98(10)
硬度 ：≤269HB
試樣尺寸：試樣毛坯尺寸為25mm
熱處理規(guī)范及金相組織
熱處理規(guī)范：淬火850℃,油冷;回火600℃,水冷、油冷。
交貨狀態(tài)
以熱處理（正火、退火或高溫回火）或不熱處理狀態(tài)交貨，交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。

沖擊斷口采用ZEISSEVO18型掃描電鏡進(jìn)行觀察，分析沖擊斷裂后試樣的表面形貌征。實(shí)驗(yàn)采用的熱處理藝見表1，淬火加熱在TS鹽浴爐中進(jìn)行，回火在YFL65/10G-GC箱式電阻爐中進(jìn)行。表1熱處理藝序熱處理藝1#890℃1h淬火＋260℃2h回火2#860℃1h淬火＋260℃2h回火3#830℃1h淬火＋260℃2h回火4#890℃1h淬火＋230℃2h回火5#890℃1h淬火＋290℃2h回火6#890℃1h淬火＋540℃2h回火結(jié)果表明：（1）淬火溫度高于Ac3（約810℃）低于。
淬火介質(zhì)為20#機(jī)油。20CrNi2Mo經(jīng)890℃淬火＋230℃回火，其硬度為44R，沖擊功為36J。（2）20CrNi2Mo經(jīng)淬火＋低溫回火后的顯微組織主要為回火馬氏體，高溫回火后組織為回火索氏體，硬度有明顯的下降。沖擊韌性隨著回火溫度的升高先后增大。y1cr17mo鋼屬于鐵素體-馬氏體鋼的范疇，其顯微組織隨熱處理保溫時(shí)間和溫度的不同而發(fā)生變化，顯然這也將影響到材料的力學(xué)性能。主要介紹了熱處理藝對(duì)y1cr17mo鋼顯微組織的影響，摸索淬火溫度、保溫時(shí)間與顯微組織、硬度之間的關(guān)系，以便為實(shí)際生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)，從而所需的力學(xué)性能。
若按照鐵素體不銹鋼的性，一般來講，y1cr17mo鋼在經(jīng)熱軋空冷后的顯微組織為鐵素體和沿軋制方向分布的鏈狀碳化物，經(jīng)淬火后的顯微組織應(yīng)為鐵素體或鐵素體加微量的馬氏體[2]，而根據(jù)對(duì)y1cr17mo鋼的研究發(fā)現(xiàn)，其淬火顯微組?。*，一般鐵素體不銹鋼在熱處理中沒有相變，其顯微組織為鐵素體加碳化物(或金屬間化合物)[3]，因而鐵素體不銹鋼通過熱處理達(dá)到的強(qiáng)化效果有限，而y1cr17mo鋼則可以通過不同的熱處理藝來改變它的組織，從而改變其力學(xué)性能。

40CrNi2Mo圓鋼鍛件生產(chǎn)合金鋼是一種優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，合金元素配良好，再加入一定量的稀土，利用稀土對(duì)材料的凈化和對(duì)組織的細(xì)化作用，可以更好地材料的力學(xué)性能；低、中合金鋼具有的強(qiáng)韌性，低中沖擊載荷下的耐磨性高于高錳鋼。近年來，用以取代高錳鋼的各種低合金耐磨鑄鋼成為研究的。通過改變熱處理藝其金相組織，可以韌性、耐蝕性；20CrNi2Mo經(jīng)淬火、低溫回火進(jìn)行整體強(qiáng)化后，組織為板條馬氏體，可優(yōu)良的綜合性能。
本次實(shí)驗(yàn)用鋼20CrNi2Mo的化學(xué)成分（分?jǐn)?shù)，%）為0.1～0.3C，Cr＜1.5，1.7～2.5Ni，0.3～1.0Mo。該鋼用中頻感應(yīng)爐熔煉，鋁條終脫氧，稀土變質(zhì)處理，并澆注成Y型塊。線切割制取的試樣尺寸為55mm10mm10mm（帶V型缺口的試樣），用JB30A型擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行沖擊韌性。在R-150洛氏硬度計(jì)上進(jìn)行硬度。金相試樣在沖斷試樣上截取，腐蝕劑采用4%酒精，實(shí)驗(yàn)在xjp-6a金相顯微鏡進(jìn)行。

y1cr17mo鋼是在y1cr17鋼基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種應(yīng)用較廣泛的易切削不銹鋼，由于y1cr17為鐵素體不銹鋼[1]，因此易誤認(rèn)為y1cr17mo鋼也屬于鐵素體不銹鋼的范疇。因此筆者主要研究了熱處理藝對(duì)材料顯微組織的影響，摸索淬火溫度、淬火保溫時(shí)間、顯微組織、硬度之間的關(guān)系，以便為實(shí)際生產(chǎn)提供科學(xué)指導(dǎo)，從而所需的力學(xué)性能。截取30mm30mm20mm的小試樣，然后根據(jù)y1cr17mo鋼的性能點(diǎn)，對(duì)試樣的淬火加熱溫度和淬火保溫時(shí)間在一定范圍內(nèi)分別進(jìn)行研究，淬火后均采用相同藝，隨即進(jìn)行回火，以淬火時(shí)形成的應(yīng)力，試樣的熱處理藝如表2所示。
2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1不同淬火保溫時(shí)間下試樣的顯微組織及硬度為了分析淬火保溫時(shí)間對(duì)材料顯微組織和硬度的影響，首先在保持淬火溫度為1080℃不變的前提下，分別采用10，20，30，40min的淬火保溫時(shí)間下進(jìn)行熱處理并回火，對(duì)?。1試樣制備與試驗(yàn)試樣均取自同一支鋼坯的相同部位，試樣原始狀態(tài)均為熱鍛空冷，以確保試驗(yàn)結(jié)果具有可性，其化學(xué)成分和gysb2010-01y1cr17mo技術(shù)條件的規(guī)定值均列于表1。
1試樣為未經(jīng)熱處理的原始態(tài)，其顯微組織為鐵素體加碳化物，其中碳化物有的沿加方向呈線性和鏈狀分布，狀分布，如圖1所示。2，3試樣的顯微組織如圖2、圖3所示，均為鐵素體加馬氏體，并且鐵素體與馬氏體所占例基本相等，說明在此條件下熱處理的是鐵素體加馬氏體雙相組織，與3試樣相，2試樣中馬氏體含量相對(duì)較低，試樣組織中褐塊狀物為硫化物。2.2不同淬火溫度下試樣的顯微組織及硬度在淬火保溫時(shí)間均為20min的前提下，對(duì)淬火溫度再采用1060，1070，1090℃進(jìn)行熱處理并回火，以分析材料顯微組織和硬度隨淬火溫度變化的規(guī)律，對(duì)應(yīng)的試樣編分別為6，7，8，其硬度值也?。
4試樣的顯微組織為鐵素體加小部分馬氏體，如圖4所示，從圖4可知，相對(duì)于3試樣，4試樣的馬氏體含量明顯，且顯微組織也已明顯粗化，而5試樣的顯微組織幾乎是單一鐵素體，晶粒已十分，如圖5所示。圖6～8分別為6～8試樣的顯微組織形貌，可見試樣組織均為鐵素體加馬氏體雙相組織，且6，7試樣的組織形貌差異不大，而8試樣的馬氏體形貌相對(duì)于6，7試樣來講顯得更為。淬火保溫20min的試樣與保溫10min的試樣相，組織中馬氏體含量略有，因此硬度值也有所，這是因?yàn)閥1cr17mo鋼并非單相的鐵素體鋼，它在熱處理中組織發(fā)生了相變，10min的保溫時(shí)間太短，材料奧氏體化還不充分，因此?。

之所以造成這種差異，一方面是由于保溫時(shí)間的大量的合金元素溶入奧氏體中，使奧氏體更加，了材料的馬氏體轉(zhuǎn)變溫度(ms點(diǎn))，同時(shí)，溶入基體的鉻、鉬等合金元素是較強(qiáng)的鐵素體形成元素，它們促進(jìn)了鐵素?。在一定的淬火溫度范圍內(nèi)，材料的硬度隨淬火溫度的升高而升高，一方面是由于淬火加熱溫度的有利于碳化物溶入基體，在回火時(shí)效中大量的碳化物從基體析出，從而達(dá)到彌散強(qiáng)化的效果，因此溫度越高溶入基體的碳化。2.3分析與討論隨著淬火保溫時(shí)間的，y1cr17mo鋼的組織和力學(xué)性能發(fā)生了較大的變化。
因此從試驗(yàn)結(jié)果來看，y1cr17mo鋼淬火加熱時(shí)保溫20min較為，可使材料較高的硬度值，且顯微組織不會(huì)粗化。除此之外，在隨著淬火溫度升高的同時(shí)，材料的顯微組織也會(huì)粗化，當(dāng)淬火溫度升高到1090℃時(shí)，材料的馬氏體和鐵素體組織更加，這同樣也損害了材料的力學(xué)性能。3結(jié)論(1)y1cr17mo鋼的顯微組織和硬度隨著淬火加熱保溫時(shí)間的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，在淬火保溫適當(dāng)時(shí)間使組織充分奧氏體化后，材料淬火顯微組織為鐵素體加馬氏體，但隨著保溫時(shí)間的，馬氏體含量很快，顯微組織逐漸粗化，材料的硬度也隨之，在顯微組織變?yōu)閱我坏蔫F素體時(shí)，材料的硬度降得更低。
從試驗(yàn)結(jié)果來看，y1cr17mo鋼采用1080℃淬火加熱相對(duì)較為適宜，可使材料保持較高硬度值的同時(shí)顯微組織不發(fā)生粗化，確保材料具有的綜合力學(xué)性能。(2)y1cr17mo鋼的顯微組織和硬度隨著淬火加熱溫度的變化而變化，在一定的溫度范圍內(nèi)，隨著淬火加熱溫度的升高，材料的硬度逐步升高，但材料的顯微組織同時(shí)也更加。(3)y1cr17mo鋼的淬火加熱藝采用1080℃加熱并保溫20min較為，其顯微組織為鐵素體和馬氏體的雙相組織，且未發(fā)生粗化，同時(shí)材料的硬度也相對(duì)較高，符合要求，該熱處理藝可使材料所需的顯微組織和的綜合性能。
參考文獻(xiàn)：[1]吳建偉，馮強(qiáng)，馬兆明.鋼鐵產(chǎn)品分類牌及技術(shù)條件[m].北京：出版社，1992.[2]宋維錫.金屬學(xué)[m].北京：冶金業(yè)出版社，2005.[3]陳文忠，歐陽(yáng)建明，羅輝如.1cr17鐵素體不銹鋼帶材焊接和冷軋藝探討[j].鋼?。［］研究了不同熱處理制度對(duì)G742高溫合金組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，固溶處理制度可明顯改變晶粒度和形態(tài)。控制固溶處理溫度，使相不*溶解，可以晶粒長(zhǎng)大，而這種相和時(shí)效中形成的相共存的組織具有良好的綜合性能。
關(guān)鍵詞G742高溫合金熱處理顯微組織力學(xué)性能［Abstract］howsthatthemorphologyofphaseandgrainsizecanbechangedobviouslybychangingtheannealingheattreatment,theexcellentcomprehensivepropertiesareobtainedbycontrollingtheannealingtemperaturetogetasmallergrainsizeandcoexistenceofbigsizeand。
時(shí)效處理可以改變相的數(shù)量和分布，時(shí)效溫度越低，時(shí)間越長(zhǎng)，則相數(shù)量越多，尺寸越小，使合金的強(qiáng)度上升，塑性。由于它含有大量形成相的Ti，Al，Nb等元素，因此合金中的強(qiáng)化相高達(dá)35wt%，再加上W、Mo、V等元素的強(qiáng)化作用，使得G742合金具有非常好的高溫性能。正是這種優(yōu)異的性能使其廣泛應(yīng)用于550～800℃溫度范圍和高應(yīng)力下作的渦、壓氣機(jī)盤、軸、承力環(huán)、緊固件和其它零部件，別是廣泛應(yīng)用于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)和中遠(yuǎn)程動(dòng)力裝置中的關(guān)鍵零部件。
*，合金的組織和性能具有密切的關(guān)系，而熱處理明顯地改變組織和性能，別是對(duì)以相強(qiáng)化的G742高溫合金。因此研究熱處理制度對(duì)合金性能的影響一直是合金研究的一個(gè)重要方面。目前對(duì)G742合金熱處理方面的研究很少。本文進(jìn)行了熱處理對(duì)G742合金組織和性能影響的研究。1試驗(yàn)方案試驗(yàn)用的材料是經(jīng)VIM+VAR雙真空冶煉隨后熱變形至16mm圓棒，機(jī)加成試樣進(jìn)行力學(xué)性能，值均為兩次的平均值。采用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡進(jìn)行組織觀察。

表1給出了合金的成分。表2給出了試驗(yàn)所采取的熱處理制度。2.2固溶處理對(duì)合金組織和力學(xué)性能的影響圖1給出了相同的時(shí)效處理制度而不同的固溶處理制度下合金強(qiáng)度和塑性的變化規(guī)律。圖中的三種熱處理制度分別為5＃，1＃和3＃，從中可以看出，隨著固溶處理溫度的，合金的強(qiáng)度和塑性都有明顯的。圖2給出了三種不同固溶處理溫度下(5＃，1＃，3＃)的組織，從中可以看出，隨著固溶溫度的，合金的晶粒尺寸增大，別是當(dāng)固溶溫度由1080℃到1120℃時(shí)，晶粒度有十分明顯的增大，晶粒度由ASTM3到ASTM7。
當(dāng)固溶溫度由1120℃(1＃)到1150℃(3＃)時(shí)，相無十分明顯的區(qū)別，都是呈現(xiàn)大小均勻一致的分布，但采用1080℃固溶處理時(shí)(5＃)，形成了大小兩種尺寸的相，其中小尺寸的相在尺寸上與1＃和3＃也無明顯區(qū)別，它們是在時(shí)效中析出的。而大的相是由于在固溶處理時(shí)原相沒有*溶解而遺留下來的。合金的再結(jié)晶晶粒主要是在固溶處理中形成和長(zhǎng)大的，一般溫度越高則形核長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力越大，因此晶粒越大。但這個(gè)是一個(gè)非常復(fù)雜的，受多種因素的影響，其中第二相就起著非常關(guān)鍵的作用，它們?cè)诰?nèi)阻礙位錯(cuò)的滑移，而且釘扎在再結(jié)晶晶粒的晶界上，阻礙晶粒的進(jìn)一步長(zhǎng)大。
對(duì)于象G742這樣以相時(shí)效強(qiáng)化的高溫合金而言，的固溶處理是將合金加熱至某一溫度使相*溶解，然后在時(shí)效中析出均勻的相，不希望存在大尺寸的相，但從圖1和圖2中可以得出這種大小尺寸相共存的組織不但具有均勻的晶粒，而且具有強(qiáng)度高、塑性好的點(diǎn)。對(duì)G742合金而言，相*溶解溫度為1100℃，因此當(dāng)固溶處理溫度低于該溫度時(shí)，必定會(huì)有殘留的相。圖2a中的大尺寸相正是這種殘留的相，也正是這種殘留的相了晶粒的長(zhǎng)大。
因此這種大小相共存的組織對(duì)該合金的性能、別對(duì)合金的塑性是十分有利的。2.3時(shí)效處理對(duì)合金組織和性能的影響象G742這樣的Ni基高溫合金的時(shí)效主要是一個(gè)相形核和長(zhǎng)大的。時(shí)效溫度越低，平衡的相含量越高，但相的形核和長(zhǎng)大的是一個(gè)熱力學(xué)，別是相的長(zhǎng)大是主要由擴(kuò)散控制的熱力學(xué)。因此當(dāng)時(shí)效溫度很低時(shí)，平衡的相含量很高，但相的長(zhǎng)大非常，其結(jié)果是形成大量的相。圖3給出了相同固溶處理溫度不同時(shí)效處理制度下(2＃，3＃，4＃)相的形態(tài)及分布；圖4給出了這三種熱處理制度下相含量及合金力學(xué)性能的變化。
圖中的2＃，3＃和4＃的固溶溫度均是1150℃，但2＃只有850℃6h的時(shí)效處理，3＃是在850℃6h的時(shí)效處理的基礎(chǔ)上加上780℃16h的時(shí)效處理，4＃是在加入1050℃4h后進(jìn)行850℃8h及730℃32h的時(shí)效處理。從圖3中可以看出，2＃，3＃和4＃的相含量逐漸。2＃和3＃中的相均勻地分布，但3＃中的相密度高于2＃和4＃中的相，有大小兩種形態(tài)，其中大的相很有可能是在1050℃時(shí)效處理時(shí)由于溫度較高而產(chǎn)生的，而的相是在以后較低的溫度時(shí)效而時(shí)析出的。