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22CrMo汽車齒輪鋼鋼棒帶狀組織對其淬火特性的影響
發布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.jshcn.cn
更新時間：2015-02-26
結合汽車行業廣泛使用的齒輪鋼22CrMo，通過對熱軋態和退火態試驗鋼膨脹特性分析，研究帶狀組織對淬火膨脹性能的影響程度和機理。
汽車齒輪鋼在軋制后因枝晶偏析形成以先共析鐵素體和珠光體彼此堆疊的帶狀組織。帶狀組織的存在使鋼的力學性能產生一定方向性，使其橫向塑性和斷面收縮率降低，對沖擊韌性影響顯著。在齒輪加工過程中帶狀組織使鋼的硬度和殘余應力分布不均勻，給切削加工產生不利影響，在后續熱處理過程中導致試樣容易變形。為此，結合汽車行業廣泛使用的齒輪鋼22CrMo，通過對熱軋態和退火態試驗鋼膨脹特性分析，研究帶狀組織對淬火膨脹性能的影響程度和機理。
試驗材料為某特鋼廠批量生產的22CrMo汽車齒輪鋼。取Φ90mm熱軋態22CrMo齒輪鋼棒材心部組織制備金相試樣，經研磨拋光后用4%的硝酸酒精溶液進行侵蝕，利用光學顯微鏡觀察熱軋態棒材心部組織，主要有鐵素體、珠光體和少量貝氏體組成。將熱軋態棒材加熱至930℃保溫1h，再進行670℃等溫退火2h的退火組織主要由鐵素體和珠光體交替分布的帶狀組織組成。
在Φ90mm圓棒心部用電火花線切割，加工若干尺寸為Φ4mm×10mm的橫向（TD）和縱向（RD）圓柱試樣。分別取熱軋態和退火態試樣的橫縱向各3個，均以10℃/s加熱至930℃保溫200s來研究試樣個體膨脹差異。為了研究不同保溫時間對膨脹曲線差異的影響，取熱軋態和退火態橫縱向試樣各4個，在試樣中部焊接上熱電偶，置于DIL805A相變儀中以10℃/s真空加熱至930℃分別保溫0、20、200和2000s，再吹氮氣以10℃/s冷卻至室溫。測定完后儀器自動記錄試樣膨脹量和溫度的原始數據，用數據分析軟件對膨脹量隨溫度變化曲線進行處理，分析橫向和縱向試樣在Ac1溫度、930℃以及室溫下的膨脹變化規律；運用Nikon?Lv150光學顯微鏡、Zeiss?Supra-40掃描電鏡觀察試樣組織，探究不均勻組織對相變及變形行為的影響。結果表明：
（1）22CrMo齒輪鋼淬火時呈現明顯膨脹各向異性，垂直于軋制帶的膨脹量明顯大于軋制帶方向，沿軋制帶方向的P帶合金元素富集較多，其淬透性較高，相變產生的塑性應變制約相鄰F帶的膨脹變形，而垂直于軋制帶組織可自由膨脹，導致垂直于軋制帶方向的淬火膨脹量較大。
（2）熱軋22CrMo齒輪鋼組織中含有貝氏體，在淬火時其膨脹特性呈現無規律的波動；退火鋼的淬火膨脹特性與奧氏體化的保溫時間呈現明顯規律，保溫時間越長，碳化物逐漸球化，馬氏體轉變量越大。
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