等温正火 [毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织的技术效果]

时间:2020-01-13 07:17:42 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织的技术效果

毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织的技术效果 摘要:采用汽车齿轮毛坯二次等温正火,对渗碳淬火金 相组织和硬度影响进行了分析,得出毛坯二次等温正火状态 下的齿轮渗碳淬火后,无明显带状组织存在,同一水平线心 部硬度均匀,无明显黑相存在,残余奥氏体级别小,有效硬 化层均匀。

1.前言 汽车齿轮毛坯的正火常常影响渗碳淬火金相组织和硬 度,导致废品率较高。我们通过对汽车齿轮毛坯的质量抽检, 发现毛坯厂家有时供给的锻坯正火组织级别、晶粒度级别、 带状级别和硬度超差不符合要求,这种毛坯加工的齿轮渗碳 淬火后,金相组织不均匀。对毛坯进行二次等温正火试验, 经二次等温正火后毛坯金相组织级别符合技术要求,齿轮渗 碳淬火后金相组织比较均匀,硬度散差较小。本文针对汽车 后桥从动锥齿轮2402037H1H试验进行了详细的分析,确定了 毛坯二次等温正火对渗碳淬火金相组织和硬度的影响。

2402037H1H毛坯材料为22CrMoH。试验工艺:二次等温 正火,高温炉内940℃保温2h,空冷(中速)至640℃左右, 放入640℃低温炉等温2h后,出炉空冷。渗碳淬火,连续炉 渗碳温度930℃,渗碳16h,840℃淬火。

2.渗碳淬火金相组织 2.1带状组织 将二次等温正火毛坯加工的齿轮经渗碳淬火处理,试样腐蚀后显微镜下发现心部无带状存在。而锻件毛坯加工的齿 轮渗碳淬火后,发现心部有带状存在。

2.2黑相组织 二次等温正火毛坯加工齿轮经渗碳淬火后,显微镜下对 切齿HV550处组织放大400倍观察,发现切齿组织无明显黑相 存在。通过观察锻件毛坯加工的齿轮经渗碳淬火处理,发现 切齿HV550处组织有明显黑相存在。

2.3马氏体及残余奥氏体级别 二次等温正火毛坯加工的齿轮经渗碳淬火,切齿试样腐 蚀后显微镜下观察,金相组织级别稍低。锻件毛坯加工的齿 轮直接渗碳淬火处理后,切齿试样金相组织级别稍高。

2.4同一水平线上有效硬化层 二次等温正火毛坯加工的齿轮经渗碳淬火处理后,对切 齿试样同一水平线上打有效硬化层,发现有效硬化层均匀, 同一水平线均为1.8mm。锻件毛坯加工的齿轮渗碳淬火处理 后,切齿试样有效硬化层不均匀,同一水平线层深为1.7mm 或1.9mm。

4.讨论分析 4.1通过毛坯二次等温正火试验表明,毛坯二次加热到 奥氏体化温度过程中,奥氏体晶粒缓慢长大,当温度达到 940℃保温2h后,组织完全奥氏体化,采用先快速冷却到 640℃,再用稍慢的速度等温冷却,在一定温度范围的等温 冷却过程中,较易得到平衡状态的铁素体和珠光体组织,这种受稍慢等温冷却的影响,组织颗粒均匀较细,达到了细化 晶粒的作用。同时在高温完全奥氏体化过程中,一方面铁素 体和珠光体互溶,扩溶了部分带状组织,另一方面部分长大 的奥氏体晶粒产生形核裂解,最后形成较均匀的奥氏体晶粒, 在快速冷却阶段,消除了部分带状组织,使带状组织级别变 小。

4.2由于高温对贝氏体转变影响较小,高温下奥氏体快 速冷却时,容易形成粒状贝氏体组织。二次等温正火组织中 珠光体硬度稍低,铁素体硬度最低,我们认为用550-650℃ 等温来缓慢地转化组织,会得到均匀较细的珠光体和铁素体, 硬度可以达到160-190HB的范围内,从而使硬度均匀化,硬 度散差变小。

4.3通过对二次等温正火的齿轮渗碳淬火金相分析,该 状态加工的齿轮在920~930℃温度渗碳下,本质细晶粒钢在 此温度下晶粒不会过分长大。通常在渗碳过程中,齿轮表面 也会均匀地吸附活性[C],并不断向内扩散,[dYlW. NeT专 业提供论文写作的服务,欢迎光临WwW. DYlw.NEt]当表面含 碳量超过1.05%,就会析出饱和的碳,从而对淬火残余奥氏 体数量产生影响,形成较多残余奥氏体,反之形成残余奥氏 体数量较少。在齿轮表面[C]以均匀的渗速向内扩散过程中, 齿轮渗碳层往里组织的变化主要是基体组织的转变。通过淬 火后组织转变成了M+A’,由于二次等温正火细化了晶粒的 作用,再加上齿轮表面渗碳浓度不高,淬火得到的M+A’组织的马氏体针长较短,残余奥氏体数量较少。

4.4由于渗碳温度对预先热处理的影响较小,二次等温 正火已经改善了毛坯带状级别,淬火后组织形成大量的针状 马氏体和少量的残余奥氏体,遮掩了微小带状组织的形态, 显微镜下放大400倍不易观察到带状存在。渗碳过程只是对 表面碳浓度的改变,心部组织淬火后主要取决于原材料和二 次正火后的组织状态,心部硬度也常常一样。黑相主要是屈 氏体和贝氏体混合物,它常常是在正火过程中冷却较快形成, 通过二次等温正火工艺,较易消除这种组织。如果不采用二 次等温正火改善,这种黑相组织经渗碳淬火后常常“遗传” 到渗碳淬火组织中。

5.结论 5.1毛坯二次等温正火影响齿轮的渗碳淬火,能改善齿 轮渗碳淬火带状组织。

5.2毛坯二次等温正火能改善齿轮渗碳淬火同一水平线 上的心部硬度。

5.3毛坯二次等温正火对齿轮渗碳淬火能减小针状马氏 体和残余奥氏体级别、减少黑相组织以及减少有效硬化层散 差。

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