奥氏体晶粒度对汽车齿轮钢热处理畸变的影响.docx

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~试验研究~

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奥氏体晶粒度对汽车齿轮钢热处理畸变的影响

安金敏1,2,覃明1,2,丁毅1,2

(1.宝山钢铁股份有限公司研究院特钢技术中心，上海200940;

2.汽车用钢开发与应用技术国家重点实验室，上海201900)

摘要：采用由化学成分与20Cr钢近似的2种汽车齿轮钢制备了尺寸为外径70mm、内径40mm、厚25mm的试样，研究了奥氏体晶粒度对其热处理畸变的影响以及轧制工艺对奥氏体晶粒度的影响。结果表明，奥氏体晶粒较细的试样，其淬火畸变比奥氏体晶粒较粗的试样小；提高轧制温度有助于试样获得细小的奥氏体晶粒，从而减小其淬火畸变。

关键词：齿轮钢；奥氏体晶粒度；热处理畸变

中图分类号：TG115.6文献标识码：A文章编号：1008-1690(2013)03-0048-04

EffectofAusteniteGrainSizeonHeatTreatment

DistortionAutomotiveGearSteels

ANJinmin1,2,QINMing1,2,DINGYi1,2

(1.SpecialSteelRDCenterofResearchInstittute,BaoshanIronSteelCo.,Ltd.,Shanghai200940,China;

2.StateKeyLabofDevelopmentandApplicationTechnologyofAutomotiveSteels,Shanghai201900,China)

Abstract:Theeffectofaustenitegrainsizeontheheattreatmentdistortionandtheeffectofrollingpracticeontheaustenitegrainsizewereinvestigatedwiththespecimens70mmODby40mmIDby25mmthicknessmadeoftwotypesofautomotivegearsteelsimilarto20Crsteelinchemicalcomposition.Theresultsindicatethatthequenchingdistortionofthespecimenwithfineraustenitegrainissmallerrelativetothatofthespecimenwithcoarseraustenitegrain;andthattheinereaseintherollingtemperaturewillhelpthespecimenstoofferfineaustenitegrain,andconsequentlytodecreasethequenchingdistortion.

Keywords:gearsteel;austenitegrainsize;heattreatmentdistortion

随着时代的发展和科技的进步，人们对汽车舒适度的要求也越来越高，汽车运行过程中产生的振动和噪声也受到越来越多的关注。变速及传动系统的噪声是汽车噪声的来源之一，其主要原因是齿轮精度不高造成的齿轮运转不均匀。而要提高齿轮精度，除了要改进齿轮的机加工工艺外，减小齿轮的热处理畸变也是提高齿轮精度的主要途径1-3]。众所周知，齿轮的啮合平稳度，运转中的噪声大小主要决定于齿轮的几何精度。要使齿面啮合区正确分布，使一对齿的角间隙达到规定要求，才能保证齿轮正常运转。而齿轮的热处理畸变会改变齿轮的形状(如齿形、内孔、基准面等的畸变),从而影响了啮合精度，这样除使噪声提高外，还造成齿轮的不均匀

磨损。

奥氏体晶粒度是影响齿轮热处理畸变的重要因素之一。细小均匀的奥氏体晶粒对稳定钢材的淬透性，减少齿轮热处理畸变量，提高渗碳钢的脆断抗力具有重要意义4]。因为粗的晶粒使渗碳层碳浓度相对增高，导致脆断抗力显著降低，弯曲强度下降；晶粒粗化还会引起齿轮剥落的脆化因素增加。如果出现混晶，还有可能使齿轮之间的热处理畸变失去规律而无法配对。晶粒细化可提高裂纹扩展的抗力，增加渗碳层的强韧性[5]。

本文旨在根据不同晶粒度的齿轮钢热处理畸变的差异，找到奥氏体晶粒度影响热处理畸变的机制及控