浅析中碳Cr-Mo钢的淬火开裂倾向

42CrMo钢是常用的中碳合金钢。生产中发现,42CrMo钢工件淬火易开裂。为能制定合理的42CrMo钢的淬火工艺,减少因工件淬火开裂而造成的经济损失,系统分析了影响42CrMo钢工件淬火开裂倾向的因素,包括原材料的冶金缺陷、原始组织、工件结构、化学成分和淬火工艺等。

组织细化对中碳Cr-Mo钢力学性能的影响

通过循环热处理和改变奥氏体化温度两种方法获得不同的原奥氏体晶粒尺寸,研究了不同晶粒尺寸对高温回火中碳Cr-Mo钢力学性能的影响。结果表明,当奥氏体化温度低于1 050℃时,实验钢的强度随奥氏体化温度的升高而提高。在相同的奥氏体化温度下,强度随着晶粒的细化而上升。在整个研究范围内,随着晶粒的细化,实验钢的韧性有一定的提高,塑性略有下降。晶粒细化显著提高了钢的低温冲击韧性。

退火保温时间对温轧后中碳Cr-Mo钢组织转变的影响

通过对温轧后中碳Cr-Mo钢在650℃退火保温不同时间,研究了保温时间对组织演变的影响。结果表明:保温时间越长,铁素体、碳化物长大越明显,当保温4 h时,铁素体平均尺寸为0.897μm。随着保温时间由1 h延长至4h,小角度晶界的相对比例由54.9%减小至50.8%,其织构由旋转立方织构及{111}<112>织构向{100}<490>织构转变。

保温时间对中碳Cr-Mo钢力学性能的影响

中碳Cr-Mo钢在600℃以压下率为85%温轧后,然后在650℃进行不同保温时间的退火试验,研究了保温时间对中碳Cr-Mo试验钢力学性能的影响。结果表明,随着保温时间增加到4 h,屈服强度由保温1 h的747.20 MPa降至680.41 MPa,抗拉强度由796.57 MPa降至736.25 MPa,伸长率由11.43%增至14.01%。通过拉伸断口形貌分析,也证实其断口形貌分析结果与力学性能的变化趋势相吻合。

中碳Cr-Mo钢温轧压下率对组织演变的影响

对中碳Cr-Mo钢在600℃进行了不同压下率的温轧,研究了压下率对组织演变的影响。结果表明,随着压下率的增加,大部分初始片层状渗碳体发生了弯折与溶断。当压下率由80%增大到90%时,铁素体平均晶粒尺寸先减小后增大;当压下率为85%时,小角度晶界所占比例为41.4%,其值小于压下率为80%的48.4%和压下率为90%的49.8%。

温轧温度对中碳Cr-Mo钢组织性能的影响

通过SEM、EBSD和拉伸试验研究了温轧温度对中碳Cr-Mo钢组织演变和力学性能的影响。结果表明:较高温轧温度有利于Cr-Mo钢组织的均匀分布,当轧制温度从500℃增加到600℃时,铁素体晶粒尺寸由0.424μm增加到0.490μm,晶粒尺寸差别不断减小,屈服强度由1380 MPa下降至1062 MPa,在550℃轧制试验钢的塑性最好,强塑积最高,为5816 MPa·%。

中碳Cr-Mo钢在线退火过程中的组织演变

利用热模拟机、SEM和EBSD研究了中碳Cr-Mo钢在线退火过程中的组织演变规律。结果表明,在同一保温时间下,随着压下率的增大,铁素体晶粒逐渐变得细小均匀,颗粒状渗碳体的数量增多且分布越来越均匀;在两道次压下率均为50%的条件下,保温时间由10 min延长到120 min,铁素体晶粒尺寸由0.89μm增大到1.36μm,且保温时间少于60 min时晶粒长大不明显。从整体看,当两道次压下率均为50%,保温时间为60 min时,碳化物的球化效果最为显著,组织最为均匀。

退火时间对冷轧中碳Cr-Mo钢微观组织的影响

通过SEM观察和EBSD技术研究了冷轧中碳Cr-Mo钢在600℃退火不同时间后的组织演变规律。结果表明,随退火时间的延长,渗碳体颗粒分布越弥散,并且球化越来越明显,变形后的铁素体条带转变为铁素体等轴晶粒。晶粒内部渗碳体颗粒较小,晶界处渗碳体颗粒较大,部分呈连续分布,且晶粒尺寸不断增大,但在退火时间小于240 min时,晶粒长大不明显,进一步延长保温时间后,晶粒尺寸增长变快。当保温时间从15 min延长到120 min和480 min时,铁素体平均晶粒尺寸从0.670μm长大到0.732μm和2.000μm。在退火0~120、120~240、240~360和360~480 min时段的晶粒长大速率分别为55.7%、9.7%、74.3%和42.9%,其中0~15 min时晶粒尺寸的增长比例高达42.6%。在退火0~120 min时段,晶粒长大速率相对较大,从节约能源的角度考虑,退火时间可以定在120 min。