热处理制度对低碳齿轮钢带状组织的影响.pdf

机械装备结棚剃科‘I收自投mH台 热处理制度对低碳齿轮钢带状组织的影响 李国忠02谢文新u曹红福1 l江阴兴澄特种钢铁肯艇公司江阴214429 2北京科技大学冶金牛态与1：稃学院北京1000孙 明显∞*目．等温追火后的带状≈Ⅲ火处8的试样∞*状m织缎gq；低，№满￡m枭件∞《m 美键目：热n《低碳齿轮％带状组织 O前言 生产实践发现，低碳渗碳齿轮钢易产生铁素体一珠光体交替成层分布的带状组害}：。带状组织的出现往 往是引起齿轮潘碳层组织和肯面各处的维氏硬度的水均匀。导致溶层疲劳性能的不一致，影响齿轮的使用 寿命。因此．各齿轮生产企业对汽车齿轮用钢的带状组gi提出了较高的要求。由于低碳合金结构钢的带状 组织评级方法没有相应的国家标准，生产或使用厂家在评级时采用GBrrl3299，而其带状组织在币同的状 态下的表现形式存在较大的差别．本文通过对不同状态下的热处理制度探讨对带状组织级别的影响。 l试验材料和方法 直径长度。 带状组织试样是轧制同炉同1规格的情况下按不同的热处理制度进行处理，对试样沿轧制方向抛光、 腐蚀，使用Nlkon金相显微镜观察并拍摄10。倍的照片。 2试验结果及分析讨论 2．I热轧状态下的带状组数 对热轧状态下的=19f材取试样，分别从边部、ln半径至中心部位观察带状组织如图l所示。从圈l可 以看出，在热轧状态F从钢材的边缘至中心部位带状组织有加重的趋势。由于sAE8620H钢在轧制后不易 产生贝氏体组织，在热轧状态下能获得平衡的铁素体和珠光体组织，带状组织的汗级边部为i～l5级、I，2 半径处为2～25级v0部为3～35级。 鬻鬻 热轧状态．F∞带状m织×100 476 2008年中目机槭I程学会年会甓H自d学$年会z集 大多数盗料认为”“，Ⅱ菸析结构钢中铁崇体条带的彤成原因主要是由于钢液是铸锭(坯)结晶过程中选 择性结晶形成化学成分呈不均匀分布的结晶组织，铸锭(坯)中的粗大枝晶在轧制时沿变形方向被拉长．并 逐渐与变形方向一致，从而形成碳与台金元素的贫化带和富化带的交替堆叠．在缓冷条件下，相变的过程 足铁索体首先在奥氏体晶抖上形梭，使其附近的臭氏体碳浓度高于奥氏体平衡碳浓度，因而碳将进行扩散。 为了保持奥氏体铁素体相界处的碳平衡，又必须在奥氏体中析出铁索体．使铁索体晶核长大．在铁素体长 大的过程中，铁原子将发牛自扩散产生点针重构，奥氏体转盘成先共析铁索体。亦即相变点较高的原枝品 干间交界处优先析出t井向枝干部位长大．沿枝晶形成条带。相邻的枝晶间部位，相变点梢低，当温度下 降到Arl时，过冷奥氏体转变为与温度相应的珠光体，这样，就形成了铁索体、珠光体带状组织， 在Ad—A，I温度隧删轧制时，由于铁素体和奥氏体同时变形．形成带状，铁素体带更为严重细小．在温 度低rAn后，奥氏体转变为珠光体，而铁素体仍保持为带状。同时由于钢材中的Mns等灾杂物沿主要伸 长方向分布，冷却时铁素体在被拉长的Mn杂质上优先形核析出．排列成行．珠光体也随之成行析出．形 成带状组织。 兀索，能健进铡的热轧绀!_}!向儿氏体组g{转变，形成台金碳化物．而更易于促进贫碳的铁素体组织带的形 成。 根据金属的凝圃理论”一，连铸坯在凝固过程中形成的初生坯壳，组织致密成分均匀．偏析较小，随着 结晶的进行．从边部到中心产生较^的温度梯度，彤成了柱状晶，在枝晶间富集了杂质，并加大了元素的 偏析，在最后凝心部分由十液相穴的固液交界面的树枝晶被液体的对流运动而折断，形成租大等轴晶，富 集有大量的台金元索灶泉质。陶此对应轧材的带状组织从边部至中心连渐加重，理论分析与宴际结果也是 一致的。 22退火状态对带状组织的影响 图2足试样在930℃的温度下保温仆，随炉缓冷至650℃保温lh，再出炉空冷后不同部位的带状组织。 警譬毳 耋耋季i需 雾．^_．-——-—r．==囊 目2 m火#泰T带状m织×10。 5～1 从图2看出，观察试样对应不同部位的带状组织均比热轧状态下的严重．评级高0 5级。由于试 样进行