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碳化物对非调质钢零件淬硬层 组织及性能的影响 1) 2) 1) 3) 1) 1) 张英建 鹿云 陈思联 彭军 惠卫军 董瀚 (1.钢铁研究总院 结构材料研究所 北京市 海淀区 学院南路 76 号 100081; 2.第一汽 车集团技术中心 吉林省 长春市 130011; 3. 云南大学 物理科学技术学院 云南 昆明 翠湖北路2 号 650091) 摘要：在扭转疲劳试验中，采用非调质钢FAS2340 生产加工的半轴零件性能比调质钢42CrMoH 零件高出约 50％以上。为研究其原因，实验对上述两种半轴零件进行了研究。金相观察发现，在感应淬火过程中，FAS2340 中形成大量规则排列的微小质点，经TEM 和相分析对比发现，质点主要由未熔解的渗碳体颗粒构成，并且 占总数70％以上Fe C 质点尺寸分布在5nm～9nm 范围内。大量的Fe C 质点促进零件表层晶粒细化，并在随 3 3 后的淬火冷却过程中形成均匀、细小马氏体组织，零件使用性能得到显著提高。 关键词：非调质钢; 碳化物; FeC；渗碳体; 组织细化; 马氏体 3 采用非调质钢后，取消调质处理，节约相 1 引言 关热处理能源及费用。除减少淬火变形、 近年来，随着我国汽车工业的快速发 易加工等优点外，经感应淬火后，零件还 展，汽车行业对汽车用钢提出更加严格的 具备较高的疲劳性能。为了解零件性能提 要求。非调质钢作为一种绿色环保型钢 高的原因，本文在比较调质钢和非调质钢 种，以其高性能、低成本、绿色化、易加 零件组织的基础上，对导致零件性能提高 工和高精度等五大特征[1]不但逐步替代国 的原因进行分析和比较。 内调质钢生产，而且成为未来国内锻造类 2 实验材料及方法 汽车用钢的首选。据统计，我国非调质钢 年产量已接近100 万吨，汽车热锻类非调 实验材料选择商业化生产的中碳非调 质钢用量接近20 万吨。 质钢 FAS2340 和调质钢 42CrMoH 半轴零 传统半轴采用调质钢生产，经热锻成 件，其主要化学成分如表1 所示。 形、调质处理、感应淬火等工艺加工而成； 表 1 实验材料化学成分(wt％) 牌号 C Si Mn P S Mo Ti FAS2340 0.42 0.27 1.14 0.013 0.0021 － 0.051 42CrMoH 0.42 0.30 0.65 0.013 0.0021 0.02 0.015 截取试样表层和心部组织进行金相 Scan-4300 型扫描显微镜上进行析出物的 观察，试样经过磨抛处理后，用 3％硝酸 观测和能谱分析。用线切割机将试样切成 酒精溶液进行腐蚀，利用Leica 型光学显 厚度为0.2mm 的薄片，再用砂纸机械减薄 微镜进行组织观察；在冷场发射 至 0.06mm，用 10％的高氯酸酒精溶液双 56 2010 全国微合金非调质钢学术年会论文集 喷减薄出薄区，然后在HITACHI H800 型 通过组织及晶粒尺寸比较发现，非调 透射电镜下观察析出物和精细组织结构。 质钢FAS2340 中表层奥氏体晶粒和显微组 利用含1%甲基氯化铵与10%乙酰丙酮的甲 织明显细于调质钢