冷成型用40Cr钢的热处理工艺研究_杨仁山.docVIP

——————————————————————————————————————————————— 冷成型用40Cr钢的热处理工艺研究_杨仁山 《热加工工艺》　2001年第4期 工艺技术 　 39 冷成型用40Cr钢的热处理工艺研究 杨仁山,杨鎏 (陕西工学院材料科学与工程系,陕西汉中723000) 摘　要:通过试验分析研究了40Cr钢的组织与冷态成型性能之间的关系,提出了获得最佳冷态成型性能组织的淬火-循环球化退火工艺。该工艺可使钢具有硬度低、塑性变形抗力低、工艺塑性较高的特点,可满足冷态成型工艺对材料提出的软化处理的技术要求。 关键词:冷态成型性能;淬火-循环球化退火;40Cr钢 中国分类号:TG162 文献标识码:A 文章编号:1001-3814(2001)04-0039-02 AStudyontheHeatTreatmentof40CrSteelforCold-deformed YANGRen-shan,YANGLiu (Dept.ofMaterialsScienceandEngineering,ShaanxiInstituteofTechnology)Abstract:Therelationshipsbetweenmicrosturctureandcold-deformedpropertyof40Crsteelhavebeenstudiedbyexperimentalanalysisinvestigation.Theheattreatmentprocessofguenching-cyclicsphereidizedannealingforobtainingsturcturewithoptimumcold-deformedpropertywassuggested.Throughthisprocessthecharacterswithlowerhardness,lowerplasticdeformationresistanceandbetterprocessingplasticofthesteelcanget.Thepropertiesofthissteelcanmeettherequirementofcold-deformedprocessformaterials. Keywords:cold-doformedproperty;quenching-cyclicspheroidizedannealing;40CrSteel 1　引言 近几年来,冷变形加工工艺,特别是冷挤压工艺得到了迅速发展。由于它是一种有效、材料消耗和能源消耗小的加工方法,越来越多的零件采用冷态成型工艺生产,这势必给这些材料的软化处理提出了更高要求,希望通过热处理来提高钢的冷态成型性能。统计发现,化学成分符合技术条件要求的40Cr钢供应态的硬度在190～280HB范围内变化;生产经验表明,40Cr钢在冷成型前所允许的极限硬度值是220HB。而在我们上述统计的范围内有50%超过220HB。本文通过试验分析研究了40Cr钢的组织与冷态成型性能之间的关系,提出了获得最佳冷态成型性能组织的热处理规范。 原始态钢的强度较高,而塑性较低(见表2),其单向压缩负荷变形强化曲线如图1所示,表明原始态钢在所研究的变形范围内具有较高的变形抗力;而当其压缩到56%时,在试样表面形成裂缝。这表明原始态 图1　40Cr钢压缩负荷变形强化曲线 2　试验材料与试验方法 试验材料为工业用40Cr钢,其化学成分及临界点 见表1,其棒料硬度为220HB。 表1　试验用钢的化学成分(质量分数,%) C0.42 Cr0.76 Mn0.55 Si0.10 P0.013 S0.006 Ac1740 Ac3790 (220HB)的40Cr钢的工艺塑性是比较差的。显微组织观察表明,原始态钢的组织为片状珠光体,局部为粗片状珠光体,珠光体周围为铁素体,其相对量为:珠光体86%,铁素体14%。由于铁素体的体积份额较少,因此钢的硬度较高,而且铁素体以网状形式分布在珠光体晶团之间,这表明220HB硬度的40Cr钢已具有较高的位错密度(约为109cm-2),在变形的开始阶段(Egt;30%)会导致铁素体中位错的严重聚集,位错密度可达10～10cm,而形成胞状结构。在更大的变形率时,变形则依靠珠光体中铁素体的滑移过程。但在珠光体中由于难变形的渗碳体片的存在,则会导致内应力 X 　　金相与硬度试样尺寸为lt;10×20(mm),压缩试样