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42CrMo钢高频感应淬火对组织及硬度的影响
[2018-05-24]

 导读:由于高频感应淬火具有加热速度快、淬火后工件不易脱碳、淬硬层深、易于控制操作以及易于实现机械化及自动化等特点。因此选用高频感应加热表面淬火,对42CrMo活塞杆的细杆进行高频感应加热表面淬火及中温回火,研究不同热处理工艺下工件的组织及表面硬度。

42CrMo钢具有强度高、淬透性高、韧性好、淬火时变形小,高温时有高的蠕变强度和持久强度等特点,一般用于制造要求较35CrMo钢强度更高和调质截面更大的锻件,如机车牵引用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹,也可用于2000m以下石油深井钻杆接头与打捞工具等。为了获得较高的韧性和足够的强度及优良的综合力学性能,一般会对42CrMo钢进行调质处理。


      对于需要承受扭转、弯曲等交变负荷作用的工件,要求表面层承受比芯部更高的应力或耐磨性,这时需对工件表面进行强化。采用的方法主要有感应加热表面淬火(高频、中频、工频)、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火、电解液加热表面淬火、激光加热表面淬火和电子束加热表面淬火等。如某结构的活塞杆,要求活塞杆的细杆硬化层厚度大于1.5mm(细杆的直径约21mm)。由于高频感应淬火具有加热速度快、淬火后工件不易脱碳、淬硬层深、易于控制操作以及易于实现机械化及自动化等特点。因此选用高频感应加热表面淬火,对42CrMo活塞杆的细杆进行高频感应加热表面淬火及中温回火,研究不同热处理工艺下工件的组织及表面硬度。

     实验用42CrMo钢的化学成分(质量分数,%)为:0.38~0.45C,0.17~0.37Si,0.5~0.8Mn,0.9~1.2Cr,0.5~0.8Mo。此材料经(860±10)℃×(1~1.5h)正火;850℃×1.5h油冷淬火;580℃×3h油冷回火。处理后的金相组织为回火索氏体。

 
     实验用高频表面淬火设备为GP100-C电子管高频加热电源,淬火介质为好富顿聚合物淬火液Aqua-Quench251(5vol.%)。表面淬火工艺参数为:200kHz,100kW,移动速度7.6mm/s,转速180r/min。回火设备为GF-30-3电热回火烘箱。回火工艺为:200℃×2h,空冷。


      42CrMo活塞杆经高频感应表面淬火以及回火后,两种工艺处理后的组织相似,从表面到中心均分为淬硬层、过渡区和基体。淬硬层为马氏体组织,过渡区为马氏体与回火索氏体的混合组织,基体为回火索氏体。42CrMo活塞杆经高频感应表面淬火以及回火后,淬硬层厚均超过1.5mm,平均硬度分别为435和415HV0.1,能满足实际要求。