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      顯微組織工藝論文

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      顯微組織工藝論文

      1實驗材料與方法

      實驗方法將一組試樣在加熱爐中加熱到950℃,保溫1h空冷進行正火處理;另一組試樣采用鍛造余溫正火處理,實驗中將試樣加熱至1000℃,保溫1h,緩冷至850℃,然后風(fēng)冷至630℃放入等溫爐中,轉(zhuǎn)變完成后進行空冷。試樣拋光后用體積分?jǐn)?shù)為4%的硝酸酒精溶液腐蝕,在NikonEPIPHOT300型光學(xué)顯微鏡下進行試樣顯微組織的觀察。硬度測試在HB-3000型布氏硬硬度試驗機上進行。表面輪廓測試用WYKO公司生產(chǎn)的RST500型非接觸光學(xué)輪廓儀進行。

      2實驗結(jié)果的分析與討論

      2.1組織形貌分析正火試樣的顯微組織為粒狀貝氏體+珠光體及鐵素體,形成這種組織的原因是由于鋼的含碳量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))在0.17%~0.23%之間,屬于亞共析鋼,在奧氏體化后冷卻過程中,先共析鐵素體首先要析出;剩余奧氏體接近共析成分,在冷卻過程中形成片狀珠光體;產(chǎn)生貝氏體是由于正火冷卻速度比較快,而過冷奧氏體又比較穩(wěn)定,在空冷過程中來不及發(fā)生珠光體轉(zhuǎn)變的奧氏體在接下來的冷卻中發(fā)生了貝氏體轉(zhuǎn)變。鍛造余熱等溫正火的微觀組織是鐵素體+珠光體,形成這種組織是由于鍛后余溫為1000℃左右,試樣完全奧氏體化,在隨后的冷卻過程中速度緩慢,至630℃放入等溫爐中完全轉(zhuǎn)變,這一轉(zhuǎn)變溫度剛好與珠光體的轉(zhuǎn)變溫度吻合,所以在轉(zhuǎn)變過程中除了先共析鐵素體之外,并沒有貝氏體生成。

      2.2硬度分析正火試樣硬度值較高而且各部分差別也較大;鍛造余熱等溫正火試樣硬度值相對較小,而且試樣各部分硬度均勻差別不大。這是由于正火試樣由于冷卻速度較快,轉(zhuǎn)變過程中得到了粒狀貝氏體,另外較快的轉(zhuǎn)變速度導(dǎo)致了珠光體的各片層間距差別較大,所以造成了硬度不均勻。鍛造余熱等溫正火由于冷卻速度較慢,等溫轉(zhuǎn)變完全,獲得的是鐵素體+珠光體的平衡組織,而且珠光體片層間距均勻細小,所以表現(xiàn)在硬度上是各處比較均勻。

      2.3表面輪廓的測量與分析鍛造余熱等溫正火的波峰與波谷差值在50nm~70nm之間,而普通正火的差值約為105nm。產(chǎn)生這一結(jié)果的原因主要是采用不同的熱處理工藝,形成不同的顯微組織,導(dǎo)致硬度不同而致。正火試樣在冷卻過程中,冷卻速度較快,得到了非平衡組織鐵素體+珠光體+粒狀貝氏體,粒狀貝氏體的M/A(馬氏體和奧氏體)小島和珠光體加鐵素體組織之間存在著較大的結(jié)構(gòu)和相界間應(yīng)力,在切削加工后得到釋放,造成了平衡組織和非平衡組織之間較大的表面變形量。而鍛造余熱等溫正火試樣加熱溫度高,完全奧氏體化后先緩冷,然后再630℃進行等溫轉(zhuǎn)變,直到轉(zhuǎn)變完成才進行空冷,所以最終獲得的是鐵素體+珠光體的平衡組織。而且由于轉(zhuǎn)變速度慢,轉(zhuǎn)變充分,珠光體片層間距均勻,試樣各處組織、硬度均勻,強度韌性配合較好,因而加工后,表面變形比正火要小得多,表面光潔度較高。

      3結(jié)論

      (1)20CrMoH鋼經(jīng)正火后組織為鐵素體+珠光體+粒狀貝氏體,鍛造余熱等溫正火后組織為鐵素體+珠光體。

      (2)正火后硬度值較大且不均勻,鍛造余熱等溫正火硬度值在HB175左右,且分布均勻,適合加工。

      (3)正火試樣切削加工后表面變形量較大,鍛造余熱等溫正火試樣加工后表面變形小,光潔度高。

      作者:王敏郭淑蘭徐學(xué)東單位:長春工程學(xué)院

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