热处理工艺对Cr4Mo4V钢显微组织及断裂韧性的影响
发布时间:2016-09-26 19:45
作者:互联网
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Cr4Mo4V
钢具有优异的综合力学性能和冷
热加工
工艺性能,在400℃时其
硬度仍能保持在58HRC以上,因而广泛用于
工作温度在320℃以下、dn值在2.4×106mm•r/min左右的航空发
动机主轴
轴承。当工作温度大于200℃时,钢中残余
奥氏体分解并引起尺寸变化,影响零件的正常使用。Cr4Mo4V钢在正常加热规
范下
淬火,残余奥氏体含量较高,所以淬火后必须经多次
回火处理,使残余奥氏体含量降到最低值。因此,应选用合适的
热处理工艺,
控制Cr4Mo4V钢的显微组织及残余奥氏体含量,降低其在使用中尺寸变化率和
磨削应力,
保证轴承的高精度、长寿命和高
可靠性。试验用料为Cr4Mo4V耐热
轴承钢,采用真空感应+真空自耗(VIM+VAR)的“双真空”冶炼工艺制备,在VOQ2-65型双室真空淬火炉中进行淬火处理,淬火剂选用真空淬火油。共制备了16个试样(每种工艺4个),分别用于对显微组织、硬度、残余奥氏体和断裂
韧性试验。在Quanta600扫描电子显微镜和PhilipsCM200透射电镜上观察显微组织;采用CrKα射线法分别测定
马氏体、奥氏体衍射峰,4峰两两组合得到4个残余奥氏体含量值,取其均值;在MTS810-100kN电液伺服材料试验机上进行断裂韧性(KIC)
测试,预制
疲劳裂纹参数。为研究不同热处理工艺对Cr4Mo4V钢中残余奥氏体的影响,对Cr4Mo4V钢淬火后增加冷处理
工序,测试不同热处理工艺后Cr4Mo4V钢中残余奥氏体含量,可以看出,随淬火温度升高,Cr4Mo4V钢中残余奥氏体含量增加。由于该轴承钢在高温使用过程中残余奥氏体易发生转变,导致体积变化,影响钢的尺寸。因此,降低残余奥氏体含量,可保证其制品尺寸稳定性,提高零件使用寿命和可靠性。不同热处理工艺后Cr4Mo4V钢的断裂韧性KIC值随淬火温度升高而减小。由于淬火温度升高,马氏体中
固溶碳量增加,马氏体较粗大,亚结构中孪晶数量增加,脆性增大。试验研究结论如下:(1)Cr4Mo4V钢经不同热处理工艺处理后,其显微组织均为回火马氏体+
碳化物(一次碳化物、剩余碳化物及析出碳化物)+少量残余奥氏体,淬火温度越高,马氏体越粗大。(2)Cr4Mo4V钢中残余奥氏体含量随淬火温度的升高而增加;淬火温度相同时,在回火前增加冷处理工序,可有效降低残余奥氏体含量,以提高尺寸稳定性。(3)Cr4Mo4V钢断裂韧性KIC值淬火温度的升高而降低;但淬火温度在1100℃时,由于残余奥氏体数量增多,其脆性又有所减小。(4)Cr4Mo4V钢较优的热处理工艺为660℃×30min→850×40min→1070℃×55min+540℃×120min(3次)。(余冶)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。