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合金钢板42CrMo钢锻坯中异常组织分析与改善对出现异常组织的42CrMo钢锻坯进行了正火、调质处理,观察其经不同热处理工艺后的金相组织、力学性能变化。通过分析试验结果,研究预处理对该材质毛坯中异常组织的改善程度,为保证后续热处理质量及使用性能奠定基础。1序 言42CrMo是一种综合力学性能好、淬透性能好、应用广泛的中碳合金结构钢,在机械行业中常用于制造齿轮、连杆、高强度螺栓等重要零部件。某钢厂供42CrMo钢锻坯,其制造工序流程为:炉外精炼→铸锭→锻坯→正火。某公司采购该批锻坯用于制造带钢生产重卷机组中的卷取轴,终热处理工艺为调质,力学性能要求为抗拉强度900～1100MPa、屈服强度≥650MPa、冲击吸收能量≥40J;在原材料入库检验中发现宏观、微观金相组织异常,初步判断该锻坯未进行正火处理。本文通过制定几种热处理方案,根据理化检测结果讨论分析该锻坯质量改善的方法与可能性。2理 化 检 测1。 化学成分分析试验材料为42CrMo钢锻坯,按GB/T3077—2015《合金结构钢》中高级优质钢要求验收,经SPECTROLAB光谱仪检测,结果见表1,符合标准要求。表1 锻坯样品化学成分(质量分数)2。
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合金钢板合金 元素锰、铬、镍、钼均能提高钢的淬透性,同时铬元素 可明显提高钢的回火脆性,使韧脆转变温度提高,钼 元素则可抑制回火脆性,镍元素为低温用钢的主要 合金元素,可提高钢的常温塑性和韧性,也可改善钢 的低温韧性,使韧脆转变温度降低。李静媛等[8]研 究发现,随着硫化锰尺寸的增加,42CrMo钢的 冲击韧性降低。在一定范围内,提高锰含量可削弱 硫对冲击 韧 性 的 不 利 影 响,同 时 锰 可 脱 氧 以 清 除 FeO,从而降低钢的脆性[9]。 王明礼等[10]对比研究 了42CrMo钢韩国锻件和国产锻件的低温冲击性 能,发现在相同调质工艺下,韩国锻件的-20 ℃冲 击功比国产锻件的高20J,-40 ℃冲击功比国产锻 件的高30J;进一步对比发现韩国锻件的硫、磷含量 较低,锰含量较高,铬含量偏低,同时韩国锻件中的 非金属夹杂物较细小,含量较低且分布均匀。硫在固态下以 FeS形式存在于钢中,会割裂金属基体的 连续性,从而导致钢的低温冲击性能变差[11]。磷在 结晶过程中易产生晶内偏析,导致韧脆转变温度升 高而发生冷脆,因此应尽可能降低磷元素含量。
40cr合金钢板物理性能：合金钢板临界点温度（近似值） Acm=780℃；正火规范：温度850~870℃，硬度179~229HBS。冷压毛坯软化处理规范 温度740~760℃，保温时间4~6h，再以5~10℃/h的冷速，降温到≤600℃，出炉空冷。处理前硬度≤217HBS，软化后硬度≤163HBS。40cr钢板物理性能：生铁屑保护摆动回火规范 （670±10）℃×2h，随炉升温，（710±10）℃×2h，随炉降温，（670±10）℃×2h，随炉升温，（710±10）℃×2h，再随炉降温，（670±10）℃×2h，随炉升温 , （710±10）℃×2h，随炉降温，共3个循环，合金钢板再降温至550℃，出炉空冷。处理后硬度153HBS。调质处理规范 淬火温度850℃ ±10℃，油冷；回火温度520℃±10℃，水、油空冷。40cr钢板力学性能：试样毛坯尺寸（mm）：25 合金钢板热处理：次淬火加热温度（℃）：850；冷却剂：油 第二次淬火加热温度（℃）：- 合金钢板回火加热温度（℃）：520；冷却剂：水、油 抗拉强度（σb/MPa）：≧980 屈服点（σs/MPa）：≧785 断后伸长率（δ5/%）：≧9 断面收缩率（ψ/%）：≧45 冲击吸收功（Aku2/J）：≧47 布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≦207。
