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新钢种热处理工艺设计

四川泸州长江挖掘机厂赵振东·

【提要】本文运用整理总结的有关热处理工艺参数的定量关系式，对引进12M钢的淬火回火工艺参数进行计算，并进行了试验和实际应用验证。结果表·明，计算值有一定的可靠性和试验基础，在生产上有一定的实用性。

随着科学技术的发展，为满足机/俄零件越来越高的机械性能要求，新研制和引进的钢种日益增多。由于种种原因，实际生产厂不可能及时地获得钢的有关资料和数据，使热处理工艺编制带来困难。众所周知，热处理工艺的正确编制对充分发挥钢的机械性能潜力是极其重要的。为了解决钢种的热处理问题，按传统习惯，唯一解决的方法，是进行必要的工艺试验。这不仅要消耗大量的经费和时间，而且试验的工作最较大，另外，尚需一定精度的试验设备和仪器，这在一般生产单位是难以办到的。

鉴于上述问题，为解决新钢种热处理工艺编制问题，使其确定的工艺参数有较可靠的理论和试验依据，热处理工作者试验导出很多实用性试验式。本文收集了近年来所发表的具有较强实用性的计算式归类整理，并在引进12M钢的试验研制中进行了尝试性应用，取得了良好的技术效果。

本文涉及的钢种仅为亚共析钢，热处理工艺为淬火和回火。

工艺参数计算

钢的淬火回火是发挥钢的机械性能的重要热处理工艺方法，其工艺参数为淬火温度、保温时间(由有效截面及装炉量等因素确定)、冷却介质及回火温度和时间。

1.淬火温度

众所周知，亚共析钢的淬火温度是以临界温度Ac?为重要依据确定的。

传统淬火温度(℃)=Ac?+(30～50℃)(1)亚温淬火温度(C)=Ac?-(5～20℃)(2)

因此，准确地计算Ac?点是选择淬火温度的关键和基本条件。Ac?计算回归式是：

Ac?(℃)=912-370C-2.74Mn+27.3Si-6.35Cr

-32.7Ni+95.2V+190Ti+72.Al+64.5Nb+5.57W+332S+276P+485N-900B

+16.2C、Mn+32.3C、Si+15.4C、Cr·6

+48.0C.Ni+4.32Si、Cr-17.3Si、Mo

-18.6Si、Ni+4.80Mn、Ni+40.5Mo、V+174C2+2.46Mn2-6.86Si2+0.322Cr2

+9.90Mo2+1.24Ni-40.2V2(3)

适用成分(%):0.83C,2.0Mn,1.0Si,2.0Cr,1.0Mo,3.0Ni,0.5V,1.0W,

0.1STi,0.2Al,1.0Cu,0.2Nb,0.04P,0.04S,0.025%N,0.01%B.

2.冷却介质

淬火的目的是使钢获得马氏体或贝氏体组织。为此，必须将已加热为奥氏体的钢在大于临界冷却速度的介质中急剧冷却。确定钢的临界冷却速度，并以此为主要依据，充分考虑工件截面的实际尺寸在冷却中的质量效应和形状效应(如图1～2)和表面状态(加工面或铸锻面)的影响，进行必要的修正，即正确可靠地选择淬火介质

厚度(mm)

图2板材在介质中冷却时图1棒材在介质中冷却时

图2板材在介质中冷却时

冷却速度与直径的关系冷却介质与厚度的关系淬火获得马氏体组织的临界冷却速度计算式为：

LogV?(℃/h)=9.81-(4.26C+1.05Mn+0.54Ni

+0.5Cr+0.66Mo+0.00183PA(4)

淬火获得贝氏体组织的临界冷却速度计算式为LogV?(C/h)=10.17-(3.80C+1.07Mn+0.70Ni

+0.57Cr+1.58Mo+0.0032P(5)式中各元素均用百分数表示，PA为奥氏体化参数(加热温度与时间的乘积)。

式(4)、式(5)适用成分(%):

0.1C0.05,Si1.0,Mn2.0,Ni4,Cr3.0,Mo1.0,V0.20,Cu0.5,Mn+Ni+Cr+Mo5。

淬火加热温度和冷却介质确定后，按其参数试淬火，测试淬火后硬度和金相组织，((下转第8页)

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别，选用商业粒状渗硼剂对45钢进行渗硼，在保温1小时的条件下，Ⅱ号渗剂和粒状渗硼剂的渗层厚度与温度的关系如图2所示。可见，被覆Ⅱ号渗剂的铝浴渗硼速度是粉末渗硼的2倍。

5.带有细小沟槽的零件渗硼

港见吐度(r