30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究.pdfVIP

30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究--第1页

30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究

如何通过改进热处理工艺以进一步提高钢铁材料的强度与塑性,一直是钢铁

行业的研究热点。在上海交通大学徐祖耀院士提出Q-P-T热处理工艺基础上,将

深冷处理技术应用于30CrMo钢,以期达到进一步改善该钢种微观组织结构及其

力学性能的目的。

以30CrMo钢为实验材料,通过力学性能试验来研究实验钢的力学性能,利用

光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪等对实验

钢进行微观组织结构表征,主要研究内容如下:（1）测定了30CrMo钢在不同载荷

下的热膨胀曲线,得到了该钢种各相的热膨胀系数,并根据K-M公式,求得该钢种

的相变动力学系数为?（28）.920365esup-8/sup??（10）.001664。采用相

变分离的方法,求得相变塑性系数为0.00145,完善了30CrMo钢的基础物性参数

材料数据库,为后续热处理工艺提供了基础物性参数。

（2）研究了不同Q-P-T热处理工艺参数,如淬火温度、碳分配温度、碳分配

时间等对30CrMo钢微观组织及其力学性能的影响,得出的最佳Q-P-T热处理工艺

为:在920℃保温5min后260℃淬火,随后在400℃保温60s,最后水淬至室温。经

Q-P-T热处理后30CrMo钢的抗拉强度1425MPa,延伸率为13.5%,硬度为413HV,

显微组织为板条马氏体组织和分布在马氏体间的薄片状残留奥氏体,这种组织具

有较高的强度以及良好的塑性。

（3）研究了不同深冷处理工艺,如深冷温度、深冷次数、深冷保温时间对经

Q-P-T热处理后的30CrMo钢力学性能及微观组织影响,得到最佳深冷处理工艺为:

在-100℃深冷环境下保温1h且深冷次数为一次。Q-P-T+深冷处理后的试样抗拉

强度为1629MPa,延伸率为10.6%,硬度为482Hv。

30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究--第1页

30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究--第2页

综合力学性能相比于经Q-P-T热处理后有了较大提升,并且微观组织分布更

为均匀、合理。30CrMo钢经Q-P-T+深冷处理后,相比于传统Q-P-T热处理工艺综

合力学性能大幅提升,材料显微硬度、抗拉强度以及强塑积提升幅度分别为

16.7%、13.5%,6.7%;但延伸率减少3.4%,残留奥氏体含量减少1.6%,降低幅度较

小在可接受范围内。

所设计工艺拓展了30CrMo钢的应用范围,为进一步研究以及实际生产提供

了参考。

30CrMo钢Q-P-T及深冷处理工艺研究--第2页