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20CrNi2Mo合金鋼（化學成分）熱處理工藝對其組織和力學性能的影響
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.bt990.com.cn
更新時間：2014-06-19
20CrNi2Mo合金鋼是一種優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，經(jīng)淬火、低溫回火進行整體強化后，組織為板條馬氏體，可獲得優(yōu)良的綜合性能。
??? 近年來，用以取代高錳鋼的各種低合金耐磨鑄鋼成為國內(nèi)外研究的熱點。20CrNi2Mo合金鋼是一種優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，合金元素配比良好，再加入一定量的稀土，利用稀土對材料的凈化和對組織的細化作用，可以更好地提高材料的力學性能;低、中合金鋼具有較好的強韌性，低中沖擊載荷下的耐磨性高于高錳鋼。通過改變熱處理工藝調(diào)整其金相組織，可以提高韌性、改善耐蝕性;20CrNi2Mo經(jīng)淬火、低溫回火進行整體強化后，組織為板條馬氏體，可獲得優(yōu)良的綜合性能。
本次實驗用鋼20CrNi2Mo的化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為0.1～0.3C，Cr<1.5，1.7～2.5Ni，0.3～1.0Mo。該鋼用中頻感應爐熔煉，鋁條終脫氧，稀土變質(zhì)處理，并澆注成標準Y型塊。線切割制取的試樣尺寸為55mm×10mm×10mm(帶V型缺口的標準試樣)，用JB30A型擺錘式?jīng)_擊試驗機進行沖擊韌性測試。在HR-150洛氏硬度計上進行硬度測試。金相試樣在沖斷試樣上截取，腐蝕劑采用4%硝酸酒精，實驗在xjp-6a金相顯微鏡進行。沖擊斷口采用ZEISSEVO18型掃描電鏡進行觀察，分析沖擊斷裂后試樣的表面形貌特征。實驗采用的熱處理工藝見表1，淬火加熱在TS鹽浴爐中進行，回火在YFL65/10G-GC箱式電阻爐中進行。淬火介質(zhì)為20#機油。
表1??熱處理工藝
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序號
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熱處理工藝
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1#
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890℃×1h淬火＋260℃×2h回火
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2#
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860℃×1h淬火＋260℃×2h回火
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3#
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830℃×1h淬火＋260℃×2h回火
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4#
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890℃×1h淬火＋230℃×2h回火
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5#
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890℃×1h淬火＋290℃×2h回火
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6#
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890℃×1h淬火＋540℃×2h回火
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結(jié)果表明：
(1)淬火溫度高于Ac3(約810℃)低于890℃，提高加熱溫度可以使20CrNi2Mo充分奧氏體均勻化，有助于提升沖擊韌性，硬度變化不明顯。20CrNi2Mo經(jīng)890℃淬火+230℃回火，其硬度為44HR，沖擊功為36J。
(2)20CrNi2Mo經(jīng)淬火+低溫回火后的顯微組織主要為回火馬氏體，高溫回火后組織為回火索氏體，硬度有明顯的下降。沖擊韌性隨著回火溫度的升高先降低后增大。
(3)890℃淬火+230℃回火沖擊試樣表面形貌呈現(xiàn)出典型的韌窩斷裂特征，表明20CrNi2Mo合金鋼還具有良好的塑性。
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