30CrMo热处理工艺分析及改进
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- 30CrMo热处理工艺分析及改进30CrMo低合金调质钢
对于强度要求较高的厚壁类零件,一方面从材料本身出发,控制提高渗透性合金元素的含量;另一方面要保证淬火介质的冷却能力,并考虑设备状况及零件自身结构制定合适的热处理工艺以保证达到性能要求,为类似厚壁类零件的生产提供一定理论及实践依据。
30CrMo化学成份(质量分数, %)
C 0.28 – 0.33
Mo 0.15 – 0.25
Cr 0.80 – 1.30
Mn 0.40 – 0.60
Si 0.15 – 0.35
Pmax 0.025
S 0.025
Ni 0.35
分析与讨论
由于国际原材料价格的大幅上涨,对一些较为贵重的合金原材料,如Ni, Mo, V 等含量的控制已成为大多数钢铁合金企业降低成本,增加利润的一条有效途径,不可避免地将Cr Ni Mo V控制在中下限,甚至更低。但随之而来的是,产品热处理后的性能经常不合格,特别是屈服强度达不到规定要求。在热处理方法上直接有效的办法是采用水淬火水淬油冷的工艺,选用合适的设备保证水温和水循环,然后进行高温长时间回火,保证性能均匀。并且,在淬火过程中要从零件的形状结构和淬火设备及外界因素综合考虑冷却能力。
其次,合金元素含量的改变对奥氏体化的温度和时间,品粒的细化及材料的脆性都有很大影响,这严重影响了材料的力学性能。在低合金调质钢30CrMo中,Cr Mo 元素的主要作用是增加钢的淬透性,并且是淬火得到的马氏体在高温回火时有足够的回火稳定性,回火后回火索氏体组织得到强化。Cr Mo 都保证使材料得到强化而不降低其韧性,甚至还从一定程度上提高其韧性。Mo 不仅可以提高淬透性,而且还可以防止合金调质钢在高温回火时第二类回火脆现象的发生,从化学成份分析,Cr Ni Mo 等贵金属接近于中下限, 有时甚至低于下限值。 这样做虽然降低了炼钢的成本,但也为后续的热处理造成了较大困难,导致热处理反复多次,氧化严重,变形加大,为产品和整机设备的正常使用埋下了隐患。因此今后的生产中对于一些关键件合金元素应控制在合理范围。
另外, 技术人员对新工艺,新材料,高性能产品缺乏经验,准备不足,增加了能源浪费,降低了生产效率。究其原因,一方面是由于缺少科学有效的试验和检测手段;另一方面是缺乏科研试制试验,导致生产作为试验,以产品试验材料,造成人力财力的巨大浪费。此外,技术人员对新事物认识不足,与外界沟通交流较少,把握新材料能力和工艺制定水平与同行业相比差距正在逐渐拉大。因此,今后一定要从引进新技术,提高试验水平,科研水平,加强沟通来提高技术水平,降低成本,以提高生产率。
30CrMo焊接性较差,焊前应预热,焊后应消除应力热处理。
调质钢
调质钢是指经过调质处理(淬火 + 高温回火)后使用的碳素结构钢和合金结构钢,经调质处理后得到的回火索氏体组织,具有较高的强度和良好的塑韧性,小的缺口敏感性,即具有良好的综合力学性能。调质钢属于中碳钢,是机械制造中最常用的一类钢,品种繁多,应用广泛,根据需要,可以选用具有不同淬透性的碳素钢和合金...