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熱處理是與改攣15crmo合金板性能的極為有效措施,它對于產(chǎn)品的可靠性與經(jīng)濟(jì)性均起到十分重要的作用。15crmo合金板的熱處理通常包括普通熱處理(退火、正火、淬火、回火)和表面熱處理(表面淬火及化學(xué)熱處理一滲碳、氮化、滲金屬等)兩大類[1]。 在機(jī)械工程中,許多機(jī)器零件,例如內(nèi)燃機(jī)的曲軸、齒輪、凸輪軸以及重要減速器中的齒輪等,不僅要求心部有足夠的韌性、塑性和抗彎強(qiáng)度,且要求表面一定厚度內(nèi)有高硬度、高耐磨性和高的疲勞強(qiáng)度。前述的各種整體熱處理方式難以同時(shí)滿足上述各項(xiàng)性能要求,采用表面熱處理則是同時(shí)達(dá)到這些性能要求的有效方法。 表面熱處理就是通過改變15crmo合金板表層的組織以改變表面性能的一種熱處理方式。表面淬火一一只改變表層組織,而不改變表層化學(xué)成分的熱處理。它可以用高頻、中頻或工頻電流感應(yīng)加熱方式或用火焰加熱方式實(shí)現(xiàn)。其共同特點(diǎn)是設(shè)法使15crmo合金板表面迅速加熱到淬火溫度,而在熱量尚未傳至零件心部時(shí),隨即迅速冷卻,使表面硬度高,而心部仍有較高韌性。 化學(xué)處理一一使15crmo合金板的表層化學(xué)成分與組織均發(fā)生改變的熱處理方式?;瘜W(xué)熱處理按照15crmo合金板表面滲入元素的不同,可分為滲碳、氮化、碳氮共滲、滲金屬等方法。它對和改善15crmo合金板的耐磨性、抗腐蝕性、抗疲勞性等是十分有效的。
工藝規(guī)范熱加工規(guī)范加熱溫度1150~1200°C,開始溫度1130~1180°C,終止溫度850°C,φ50mm時(shí),緩冷。正火規(guī)范正火溫度850~900°C,出爐空冷。高溫回火規(guī)范回火溫度680~700°C,出爐空冷。淬火、回火規(guī)范預(yù)熱溫度680~700°C,淬火溫度840~880°C,油冷,回火溫度580°C,水冷或油冷,硬度≤217HBW。 對奧氏體形成速度的影響:Cr、Mo、W、V等強(qiáng)碳化物形成元素與碳的親合力大,形成難溶于奧氏體的合金碳化物,顯著減慢奧氏體形成速度;Co、Ni等部分非碳化物形成元素,因增大碳的擴(kuò)散速度,使奧氏體的形成速度加快;Al、Si、Mn等合金元素對奧氏體形成速度影響不大。 合金元素的加入會影響鋼在熱處理過程中的組織轉(zhuǎn)變。合金元素對加熱時(shí)相轉(zhuǎn)變的影響合金元素影響加熱時(shí)奧氏體形成的速度和奧氏體晶粒的大小。對奧氏體晶粒大小的影響:大多數(shù)合金元素都有阻止奧氏體晶粒長大的作用,但影響程度不同。 強(qiáng)烈阻礙晶粒長大的元素有:V、Ti、Nb、Zr等;中等阻礙晶粒長大的元素有:W、Mn、Cr等;對晶粒長大影響不大的元素有:Si、Ni、Cu等;促進(jìn)晶粒長大的元素:Mn、P等。2.合金元素對過冷奧氏體分解轉(zhuǎn)變的影響除Co外,幾乎所有合金元素都增大過冷奧氏體的性,推遲珠光體類型組織的轉(zhuǎn)變,使C曲線右移,即鋼的淬透性。
試件采用15CrMo鋼管,規(guī)格為φ325×25,坡口型式及尺寸見圖1。焊前用角向磨光機(jī)將坡口內(nèi)外及坡口邊緣50mm范圍內(nèi)打磨至金屬光澤,然后用清洗干凈。試件為水平固定位置,對口間隙為4mm,采用手工鎢極氬弧焊沿園周均勻點(diǎn)焊六處,每處點(diǎn)固長度應(yīng)不小于20mm。 用于制造承受沖擊、彎扭、高載荷的各種機(jī)器中的重要零件,如軋鋼機(jī)人字齒輪、曲軸、錘桿、連桿、緊固件,汽輪發(fā)動機(jī)主軸、車軸,發(fā)動機(jī)傳動零件,大型電動機(jī)軸,石油機(jī)械中的穿孔器,工作溫度低于400攝氏度的鍋爐用螺。 35CrMo合金結(jié)構(gòu)鋼,有很高的靜力強(qiáng)度、沖擊韌性及較高的疲勞極限,淬透性較40Cr高,高溫下有高的蠕變強(qiáng)度與持久強(qiáng)度,長期工作溫度可達(dá)500℃;冷變形時(shí)塑性中等,焊接性差。工藝上的設(shè)備材料、管材、焊材等等用作在高負(fù)荷下工作的重要結(jié)構(gòu)件,如車輛和發(fā)動機(jī)的傳動件;汽輪發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子、主軸、重載荷的傳動軸,大斷面零件。 隨著科學(xué)和工業(yè)的發(fā)展,對材料提出了更高的要求,如更高的強(qiáng)度,抗高溫、高壓、低溫,耐腐蝕、磨損以及其它特殊物理、化學(xué)性能的要求,碳鋼已不能滿足要求。碳鋼的在性能上主要有以下幾方面的不足:(1)淬透性低一般情況下,碳鋼水淬的淬透直徑只有10mm-20mm。
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