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30Cr2MoV合金鋼高強度螺栓熱處理工藝研究化學(xué)成分力學(xué)性能
大功率船用MAN32/40柴油機的貫穿螺栓、橫向拉緊螺栓、缸蓋螺栓等均為高強度螺栓,制作材料均為30Cr2MoV,其主要化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù),%)為:0.26~0.34C,0.17~0.37Si,0.40~0.70Mn,≤0.035P,≤0.003S,2.3~2.7Cr,0.15~0.25Mo,0.10~0.20V,≤0.20Cu。要求熱處理后的力學(xué)性能為σb=1100~1300MPa,σ0.2≥900MPa,δ5≥12%,硬度=340~370HBW。原生產(chǎn)工藝為860℃×150min淬油+560℃×180min油冷,經(jīng)此工藝處理后的硬度是370HBW,強度1270MPa,處于要求的上限。由于以上幾種螺栓的螺紋為M48×3,且要求滾壓一次成型,因其基體強度高,相應(yīng)的硬度也高,因此在機械加工滾壓螺紋時,必須施加較大的壓力,導(dǎo)致滾絲輪磨損嚴重,生產(chǎn)成本增加。為此,通過調(diào)整回火溫度,以降低基體硬度,保證抗拉強度在下限的工藝試驗,以滿足后續(xù)加工的要求。
淬火設(shè)備為箱式電爐,淬火溫度為860℃,保溫150min,出爐淬油,淬火轉(zhuǎn)移時間約17s,淬火前油溫為41℃,淬火后油溫為53℃;回火溫度分別為585、590和595℃,保溫時間均180min,出爐油冷。
通過實驗可看出,經(jīng)860℃×150min淬火+595℃×180min回火后,其硬度為345HBW,處于性能要求的下限,同時其強度也能滿足要求。
經(jīng)860℃×150min+595℃×180min回火后的金相組織組織為回火索氏體組織,由于回火索氏體組織具有良好的綜合力學(xué)性能,在這種狀態(tài)下工件有較高的強度和韌性,完全可以滿足工件的性能要求。
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