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材料制备大赛 成型0803班 一、选材：50CrVA 二、各种因素对材料性能的影响  2、晶粒度： 3.、氧化脱碳 改善措施 5、硬度： 三、热处理工艺 Page ? * 0.10～0.20 ≤0.25 ≤0.35 0.80～1.10 ≤0.030 ≤0.030 0.50～0.80 0.17～0.37 0.46～0.54 含量（％） V Cu Ni Cr P S Mn Si C 元素 50CrVA化学成分表 材料用途： 用作较大截面的高负荷重要弹簧及工作温度＜300 ℃ 的阀门弹簧、活塞弹簧、安全阀弹簧等。 1）化学成分分析 50CrVA C%较高 含有合金元素Cr 可满足硬度要求 Cr可形成稳定的碳化物 含有合金元素V 减缓碳的扩散和生成紧固 的氧化皮膜 具有降低脱碳作用 降低淬火时临界冷却速度 Vk，提高马氏体的稳定性 V可以细化晶粒， 降低材料的晶粒度 50CrVA 良好的力学性 能和工艺性能 钒使钢的晶粒细化， 降低过热敏感性， 提高了强度和韧性 具有较高淬透性 具有较高的疲劳 强度和屈服比 力学性能： 　　 抗拉强度 σb (MPa)：≥1274(130) 　　 屈服强度 σs (MPa)：≥1127(115) 伸长率 δ5 (％)：≥10 　　 断面收缩率 ψ (％)：≥40 [3]? 硬度 ：热轧,≤321HB;冷拉+热处理,≤321HB 淬透性 主要影响因素：C% 次要影响因素： 合金元素 亚共析钢含碳量的增加，临界 冷却速度Vk降低，钢的淬透性增加 除钴外，绝大多数 合金元素溶入奥氏 体后，均使C曲线右 移，降低临界冷却 速度Vk，从而提高钢 的淬透性。 提高奥氏体化温度 过冷奥氏体的稳定性 提高，C曲线右移、 Vk降低，增大钢的 淬透性 改善途径： 提高淬火温度、延长保温时间。 分析： 由于此时奥氏体晶粒大、成分均匀、各种碳化物溶解彻底，使过冷奥氏 体稳定，淬火临界速度小，故钢的淬透性增大。但晶粒粗大将增大钢的变形、开裂倾向和降低韧性。 1）50CrVA的碳元素满足钢的强度； 2）钒元素固溶于奥氏体中可细化奥氏体晶粒。 因为含有钒的钢是本质细晶粒钢，钒是强碳、氮化合物形成元素，在钢中能形成熔点高，稳定性强，弥散的碳化物或氮化物，阻碍晶粒长大； 3）50CrVA在一定温度下加热时，奥氏体长大很缓慢，一直保持细小晶粒。故50CrVA可以满足晶粒度的要求。 1、Cr元素对脱碳具有抑制作用，Cr可降低钢中碳的活度，又比较容易形成碳化物，提高了钢中碳扩散的激活能，因此在一定程度上抑制了钢的脱碳。V元素与C的结合能力很强，形成碳化物可有效降低碳的扩散，从而降低钢的脱碳层深度 。 如图所示为两种元素的脱碳倾向对比（ Mn对脱碳的影响不大）。 从图中可明显比较得出Cr对脱碳层的抑制作用。 2、随着加热温度的提高，脱碳程度越大，在大约1000℃时，脱碳速度将有一个突增。 3、加热时间对脱碳深度的影响主要体现在两个方面： （1）在脱碳速度一定的前提下，受热时间增大，脱碳层深度将增大； （2）随着受热时间的延长，表面发生脱碳以后，钢的表面与内部出现碳的浓度梯度，增加了钢组织的不均匀性，使晶界的扩散能力提高，加快脱碳速度，导致脱碳层深度增加。 4、加热气氛： （1）一氧化碳促进了二氧化碳对钢的氧化脱碳作用 （2）存在氧化性气体时，钢容易形成脱碳层 （3）钢的最初脱碳层对后续脱碳有重要影响。由此，保持炉气的还原性，能有效抑制钢的脱碳，一氧化碳和甲烷可增碳，最好是通入氮气和烃类的混合气体，使炉内保持中性的气氛。或在盐浴炉内进行加热。 1）尽量降低加热温度及高温下的停留时间，要合理选择加热速度，以缩短加热时间。 2）控制加热气氛使之保持中性，或加入保护性气体（氮气和烃类）。 3）在脱氧良好的盐浴炉中加热，以减少脱碳倾向。 4）尽可能减少中间退火次数，降低中间退火温度。 5）高温加热时，钢表面用覆盖物或涂料保护。 6）尽量加快冷却速度，冷却速度越快脱碳深度越小。 5、冷却速度：冷却速度越慢，冷却时间越长，由于温度较高，碳原子向表层扩散，使脱碳层深度越大。当冷速大于15℃/min可避免形成铁素体脱碳。 相变强化 沉淀强化(或称弥散强化) 马氏体强化 第二相化合物沉淀析出， 弥散地分布在组织中 只能适用于在不太高的 温度下工作的元件 50CrVA 淬火：850℃（±20℃） 油冷，保温2~4小时 马氏体和铁素体 回火：200℃ 回火马氏体 和碳化物 HRC58~64 Page ? *