鋼深層滲碳工藝對組織性能有哪些影響？

針對于：18CrNiMo7-6

近十多年來,，風(fēng)力發(fā)電,、高鐵等的高速發(fā)展，歐標18CrNiMo7-6鋼被廣泛應(yīng)用于制造風(fēng)電變速箱齒輪,、大模數(shù)齒輪,、重載齒輪等。隨著齒輪模數(shù)增大,，滲碳工藝要求有效硬化層深在3mm,，甚至4mm或5mm以上。對于18CrNiMo7-6滲碳鋼硬化層深在3mm以上的滲碳工藝,，國內(nèi)一直有不同的觀點,，而歐美都采用滲碳直接淬火工藝。因此,，對18CrNiMo7-6鋼硬化層深在3mm以上,，采用滲碳直接淬火和滲碳一次淬火兩種不同工藝，進行金相組織,、力學(xué)性能研究,，為18CrNiMo7-6鋼滲碳熱處理提供工藝試驗依據(jù)。

鋼深層滲碳工藝對組織性能有哪些影響,？

試驗材料和試驗方法

試驗用18CrNiMo7-6鋼采用電弧爐真空脫氣冶煉，澆注成鋼錠,，經(jīng)開坯,、鍛造撥長，以及正火,、高溫回火預(yù)先熱處理,，制成φ30mm×180mm圓棒試樣,，再進行滲碳。試樣化學(xué)成分為w_C=0.18%,，w_Si=0.28%,，w_Mn=0.70%，w_Cr=1.6%,，w_Mo=0.29%,，w_Ni=1.48%，w_P=0.013%,，w_S=0.011%,，H≤2×10^-6，O≤20×10^-6,，其余為Fe,。

φ30mm×180mm圓棒試樣與齒輪一起在Aichelinφ1600mm×2000mm井式可控氣氛滲碳爐滲碳，滲碳溫度920～930℃,，滲碳強滲期碳勢控制在1.1%～1.2%,，強滲時間38～45h，擴散期碳勢為0.65%～0.75%,，擴散時間為14～20h,。然后隨爐降溫。降溫至830～850℃保溫0.5h出爐,。其中兩件試樣直接入60℃Ｇ油淬火,，淬火時間30min；另兩件試樣入緩冷爐緩慢冷卻至室溫,，再隨零件進Aichelin多用爐加熱,，加熱溫度830～850℃，碳勢為0.65%～0.75%,，保溫6h,，入60℃Ｇ油淬火，淬火時間30min,。4件試樣均在160～180℃回火6h,，出爐空冷。滲碳淬火,、低溫回火后按GB/T25744—2010《鋼件滲碳淬火回火金相檢驗》和GB/T9450—2005《鋼件滲碳淬火硬化層深度的測定和校核》進行金相組織和有效硬化層深度檢驗,。利用AXIOOBSERVER.AI金相顯微鏡觀察組織，利用FM—700半自動顯微硬度計檢驗有效硬化層深度,，利用CMT5303試驗機進行拉伸試驗,，利用ZBC3302B沖擊試驗機進行沖擊試驗。

結(jié)論

通過對18CrNiMo7-6鋼深層滲碳直接淬火,、低溫回火和滲碳緩冷再加熱淬火,、低溫回火兩種工藝試驗研究,，得出如下結(jié)論：

（1）18CrNiMo7-6鋼930℃滲碳，滲碳強滲碳勢控制1.1%～1.2%,，時間40h,，擴散碳勢0.65%～0.75%，時間為15h,，然后隨爐降溫至830℃,，碳勢0.65%～0.75%，保溫0.5h出爐,，在60℃G油淬火,，冷卻0.5h，并160℃×6h回火后,，滲碳層組織C1級,，M4級，A殘4級,，硬化層深度HV1₅₅₀：3.84mm,，表面硬度60～61HRC，心部組織1級,，心部硬度40HRC,；晶粒度7～8級；抗拉強度：1229MPa,，屈服強度：1014MPa,，伸長率9%，斷面收縮率49%,，沖擊吸收能量49J,。

（2）18CrNiMo7-6鋼930℃滲碳，滲碳強滲碳勢控制1.1%～1.2%,，時間40h,，擴散碳勢0.65%～0.75%，時間為15h,，然后隨爐降溫至830℃,，碳勢0.65%～0.75%，保溫0.5h出爐緩冷至室溫,，再加熱至830℃,，碳勢0.65%～0.75%，保溫6h,，入60℃Ｇ油淬火,，并160℃×6h回火后，滲碳層組織C1級,，M3級,，殘留A2級，硬化層深HV1₅₅₀：3.90mm表面硬度60～61HRC,，心部組織1級,，心部硬度40HRC；晶粒度7～8級,；抗拉強度：1262MPa,，屈服強度：1048MPa，伸長率9.5%,，斷面收縮率51%,，沖擊吸收能量45J。