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35Cr3NiMoA炮彈合金鋼（化學成分）的熱處理工藝改進
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-01-06
35Cr3NiMoA炮彈合金鋼（化學成分）的熱處理工藝改進
35Cr3NiMoA鋼為炮彈合金鋼，由于該鋼種的淬透性好，采用油淬就可完全淬透，從而使鋼件整個截面均得到很高的強度與硬度，并保持一定的韌性。根據產品性能和工藝性能要求，沿鋼件軸向分布的力學性能要求不同：頭部要求高硬度；中部要求有高的綜合力學性能；尾部要求較低的硬度，以便熱處理后仍能進行切削加工。經過摸索試驗最終確定鋼件的熱處理工藝流程為：沖壓→軟化退火→粗加工→淬火→檢測硬度→整體回火→檢測硬度→尾部回火→檢測硬度→整體回火→檢測硬度→精加工。熱沖壓后的鋼件毛坯，因硬度高，須經軟化退火，以改善其切削加工性能。
經最終熱處理后，進行鋼件硬度、力學性能、裂紋傾向性檢驗，穿透試驗項目驗收。鋼件尾部回火采用感應加熱工藝，代替了采用鉛爐加熱的原工藝，改善了工作環境。
為滿足產品熱處理后頭部具有足夠的強度，心部與整個截面均淬透，整個截面布氏硬度印痕直徑按梯度分布，頭部布氏硬度印痕直徑達到2.9～3.1mm，尾部布氏硬度印痕直徑達到3.3～3.6mm的工藝要求，最終采用局部感應回火熱處理。最終熱處理后力學性能要求為：屈服強度≥690MPa，斷面收縮率≥35%。
試驗用鋼件材料為布氏硬度印痕直徑達到2.9～3.1mm，化學成分見表1：
表1??試驗用鋼化學成分
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元素
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C
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Mn
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Si
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Cr
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Ni
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Mo
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Cu
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P
|
S
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規定值
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0.32～0.39
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0.25～0.50
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0.18～0.40
|
2.40～2.90
|
1.10～1.50
|
0.15～0.25
|
≤
0.25
|
≤
0.025
|
≤0.025
|
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測量值
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0.39
|
0.36
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0.29
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2.47
|
1.22
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0.21
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＜0.25
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＜0.025
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0.0018
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?
鋼件在熱處理后的穿透強度試驗（經復試）后頭部出現斷裂現象。分析其出現熱處理缺陷的原因是：采用感應加熱爐進行尾部回火，鋼件表面存在加熱區段與非加熱區段間的交界帶。由于感應加熱回火時溫度梯度的變化，使鋼件體積發生熱脹冷縮的變化，造成殘余應力的存在，導致穿透強度試驗后在鋼件頭部出現斷裂現象。
解決措施：鋼件尾部回火后增加一次全彈回火，以消除由于溫度梯度而產生的殘余應力，熱處理后力學性能合格，組織均為回火索氏體。通過穿透強度試驗，結果未出現斷裂現象。試驗結果表明，尾部回火后增加一次全彈回火可消除由于溫度梯度而產生的應力，工藝改進后，經小批量生產考核，產品的質量穩定，通過了靶場穿透強度試驗，保證了產品性能，并利于切削加工。
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