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正火冷卻速度對18CrNiMo7-6齒輪鋼組織和硬度的影響
18CrNiMo7-6鋼是一種表面硬化鋼，主要用于生產重型齒輪，特別是重型卡車和沿海機械傳動齒輪，當前也用于新的電力機車傳動系統齒輪。具有高強度、高韌性和高淬透性等優點，廣泛用于礦山、運輸、機車牽引、起重和風電等工業領域。
近幾年，18CrNiMo7-6鋼走向國產化，現已在撫順特殊鋼股份有限公司批量生產。18CrNiMo7-6鋼連續冷卻后極易得到貝氏體（B）組織，由于貝氏體的存在硬度很高，不利于切削加工和滲碳、淬火處理。因而部分用戶要求鋼材退火后顯微組織為鐵素體（F）+珠光體（P）。為此，該公司科研人員結合生產實際，對18CrNiMo7-6鋼的熱處理試驗后的顯微組織進行研究，為鋼材退火后得到鐵素體+珠光體組織提供依據，根據實驗結果制定出實際生產過程中的熱處理曲線，獲得鐵素體+珠光體組織。
試驗材料采用撫順特殊鋼生產的18CrNiMo7-6鋼，生產工藝流程為：UHPEAF+LF+VD+模注→2000t快鍛開坯→1000t精鍛成材，鋼材規格為Φ180mm。試驗材料的化學成分如表1所示。樣品取自180mm圓鋼低倍片，切成楔形樣品，樣品半徑50mm，角度45°。在實驗室進行熱處理模擬試驗，采用高溫箱式電加熱爐，加熱元件為碳硅棒和0Cr27Al7Mo2，熱處理爐主要參數見表2。
表1?試驗18CrNiMo7-6齒輪鋼的化學成分/%
| C |
Mn |
Si |
S |
P |
Ni |
Cr |
Mo |
Al |
Cu |
N |
| 0.165 |
0.59 |
0.24 |
0.006 |
0.008 |
1.56 |
1.71 |
0.28 |
0.034 |
0.15 |
0.0129 |
表2? 實驗室箱式熱處理爐主要參數
| 型號 |
額定功率/kW |
額定電壓 /V |
額定溫度 /℃ |
熱電偶 類型 |
爐溫均勻性 /℃ |
爐腔有效加熱尺寸/mm |
| SX-10-13 |
10 |
380 |
1350 |
S |
±10 |
400×200×160 |
| SX-12-10 |
12 |
380 |
1000 |
K |
±10 |
500×300×260 |
在連續冷卻曲線中，貝氏體開始轉變溫度在600℃左右，連續冷卻時，珠光體轉變鼻尖溫度約為660℃，由先共析鐵素體轉變到發生珠光體轉變需要約3h孕育期。現場生產過程中發現與理論存在一定偏差。因此，制定8組熱處理（表3）試驗用以對比分析。
表3?正火工藝對試驗18CrNiMo7-6齒輪鋼組織與HB硬度值的影響
| 樣品號 |
熱處理制度 |
試驗結果 |
HB值 |
| 1 |
870℃ 1h，爐冷（10h），≤300℃空冷 |
B |
340～350 |
| 2 |
900℃ 1h，爐冷（11h），≤300℃空冷 |
B |
340～350 |
| 3 |
900℃ 1h，30℃/h 660℃ 4h，爐冷（6.5 h），≤300℃空冷????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ? |
F+P |
190～210 |
| 4 |
900℃ 1h，轉爐 660℃ 4h，爐冷（6.5 h），≤300℃空冷????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ? |
F+P+B |
300～320 |
| 5 |
870℃ 1h，30℃/h 660℃ 4h，爐冷（6.5 h），≤300℃空冷????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ? |
F+P |
190～210 |
| 6 |
870℃ 1h，轉爐 660℃ 4h，爐冷（6.5 h），≤300℃空冷 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? |
F+P+B |
300～320 |
| 7 |
900℃ 1h，30℃/h 660℃ 4h，爐冷（6 h），≤300℃空冷?????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? |
F+P |
190～210 |
| 8 |
900℃ 1h，轉爐 660℃ 4h，爐冷（6 h），≤300℃空冷????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? ????????????????????????? |
F+P+B |
300～320 |
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