渗碳齿轮代表性试样心部硬度的研究.pdf

第4O卷第 4期 现 代 冶金 Vol。40 No．4 2012年8月 ModernM etallurgy Aug．2012 渗碳齿轮代表性试样心部硬度的研究 李 麒 (宝钢工程技术公司，上海 201900) 摘要：介绍了宝钢工程技术公司渗碳齿轮代表性试样心部硬度出现的问题，分析 了影响心部硬度的因素，提 出了相 应 的改进措 施 。 关键词 ：渗碳齿轮 ；试样 ；心部硬度 ；质量 中图分类号 ：TGl56．8 1 心处在浅灰色 区域，该处检查心部硬度为 54HRC， 引 言 其他浅灰色区域的硬度也有 46~47HRC，而在黑色 外圈和浅灰色区域之间硬度为41HRC。在 25横 向 根据需要 ，试样可采用齿形试样和圆柱试样及 截面上硬度 出现如此不均匀 (差异 13HRC)是极不 其他形式 的试样 ，宝钢工程技术集 团公司(以下简称 正常的。显然这是试样材料严重成分偏析造成 的， “宝钢工程”)产品以圆柱试样为主。在实际生产中， “×”型浅灰色区域的含碳量比其他区域高，如果按图 经过对 圆柱试样和产品实物介剖对 比，发现 圆柱试 1试样 (B59)为依据来评估这一炉产 品，应该是不合 样的显微组织和渗碳层深度与实物比较接近 ，而圆 格产品。根据淬透性 曲线 ，正常 20CrNi2Mo材料经 柱试样与实物的心部硬度相差较大，柱试样 的心部 淬火后硬度应不大于 48HRC，现在心部硬度达到 硬度往往偏高 ，造成用户对产品质量 的异议。心部硬 54HRC，显然这是不合常理的。从抛光腐蚀后横截面 度直接影响齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度 ， 上出现 “×”型浅灰色区域 ，可说明 “×”型浅灰色区域 同时还对齿轮热处理变形产生影响。因此，宝钢工程 的含碳量 比其他区域高 。试样材料严重成分偏析。 从 以下几方面对影响心部硬度因素进行分析，使代 表性试样心部硬度检测结果能接近对应实物质量。 代表性试样心部硬度 问题 宝钢工程对渗碳代表性试样除要求与工件相同 41 牌号外 ，没有提出其他要求 。因此锻造厂往往用切下 料头或相同牌号不合格钢材锻打而成 ，用这种材料 加工的试样 ，渗碳淬火后经检查，可能出现渗碳层深 度较大差异 ；显微组织不均匀，甚至不合格 ；心部硬 图1 材料成分偏析 圆柱试样心部硬度 (单位 ：HRC) 度不合格等质量问题 ，可能造成对实物的误判 。如图 综上所述 ，说 明控制代表性试样材质 ，是代表性 1所示 ，图1为工号132348齿轮 (Mn一4)的渗碳淬 火试样 (q~25mm ×5Omm)的横 向截面 ，材料为 试样能比较接近反映工件产品质量重要措施之一。 20CrNi2Mo，试样号B95，从抛光腐蚀后横截面上检 为此代表性试样应满足以下要求： 验可见 ：硬化层 (黑色外圈)深度不均匀 ，在硬化层 由 (1)代表性试样钢材在化学成分及淬透性方面 表 面垂直 向里检测 4处硬度，深度分别为 1．8O， 与工件同样符合有关标准 。 1．67，1．6O，1．51mm，差别较大。仔细观察横截面 ， (2)试样取 自与工件同一炉批号。单独锻制成试 在黑色最外圈里面可见 “×”型浅灰色区域，试样 中 样样坯，然后经正火+高温回火后加工成代表性试 收稿 日期 ：2011-