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Nb鈮含量對20CrMnTi滲碳齒輪鋼淬透性的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2014-07-09
Nb鈮含量對20CrMnTi滲碳齒輪鋼淬透性的影響
汽車齒輪是重要的傳動零件，必須滿足其復雜的性能要求。齒輪表面要經過滲碳和淬火，以得到硬的表面和韌的心部，最終獲得優(yōu)異的耐磨性能和疲勞強度。當滲碳層深度一定時,根據(jù)菲克第二定律可知，滲碳溫度越高滲碳時間也就越短。高溫滲碳由于溫度較高，奧氏體晶粒易粗化。有效的措施就是添加Nb、V和Ti等元素，利用這些元素的碳氮化合物來防止高溫滲碳時晶粒粗化。
淬透性是齒輪鋼重要熱處理工藝性能，是使齒輪整個截面上獲得均勻組織和良好性能的前提，對熱處理畸變影響尤為突出，因此屬于齒輪鋼必保的性能。王毛球等人認為Nb微合金化可能降低齒輪鋼的淬透性，其中有如下兩個原因：齒輪鋼的淬透性因晶粒細化會有所降低，根據(jù)SAE?J406-2009《鋼的淬透性測定方法》，晶粒度每增加一級，淬透性降低8%；另外，NbC析出會使奧氏體中固溶的C含量下降，從而進一步降低淬透性。因此需要通過添加微量的B提高齒輪鋼的淬透性。另一方面，有研究表明Nb降低Ar3點，有穩(wěn)定奧氏體的作用。同時，Nb明顯推遲珠光體轉變和促進貝氏體轉變。Nb降低Ar3點，推遲珠光體轉變和促進貝氏體轉變，有利于提高淬透性。
從上述文獻可以看出，Nb對淬透性的作用存在巨大爭議，顯示了其對淬透性的影響的復雜性。
通過末端淬透性試驗，研究了Nb含量對20CrMoTi鋼淬透性的影響。試驗結果表明，Nb含量不同的試樣，其硬度分布比較接近；硬度曲線上的拐點位置都在5～7mm處；而且隨著距淬火末端距離的不同，其組織變化規(guī)律基本相似。由此可見Nb含量不影響20CrMnTi鋼的淬透性。Nb對C含量和晶粒度的影響較小，對淬透性的影響較小；固溶的Nb含量很少，不能提高淬透性；Nb的析出相不會促進鐵素體形核，不會降低鋼的淬透性。
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