淬火溫度對20CrNi2Mo鋼力學(xué)性能的影響
20CrNi2Mo鋼是一種低碳低合金結(jié)構(gòu)鋼,,其合金元素含量低,,可以作為表面強(qiáng)化型的滲碳鋼應(yīng)用于滲碳齒輪,、滲碳軸承等零件上;也用作整體強(qiáng)化型的高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度合金結(jié)構(gòu)鋼,,根據(jù)其使用條件和作用,,對其力學(xué)性能有一定的要求。按其使用狀態(tài)的熱處理工藝劃分,,20CrNi2Mo鋼屬于淬火加低溫回火鋼,,因此研究不同淬火溫度對其力學(xué)性能的影響十分重要,尤其是強(qiáng)度和塑性的變化規(guī)律,。
試驗(yàn)用鋼為低碳低合金20CrNi2Mo鋼,,Ac3約810℃。通過TSMAN直接光譜儀測得其化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),,%)為:C0.19,,Si0.25,Mn0.55,,Cr0.52,,Ni1.68,Mo0.23,,S0.007,,P0.005,F(xiàn)e余量,。將試樣在真空爐中進(jìn)行淬火處理,,淬火溫度分別為900、1000,、1100,、1200℃,保溫時(shí)間為1h,,采用5%冰鹽水進(jìn)行快速冷卻,,然后在200℃保溫2h回火處理;最后精加工成標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣,,每組拉伸試樣加工3根,。
根據(jù)GB/T228.1-2010標(biāo)準(zhǔn)在Instron8501試驗(yàn)機(jī)上完成軸向拉伸試驗(yàn),獲得試驗(yàn)用鋼的抗拉強(qiáng)度,、規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度,、斷后伸長率及斷面收縮率等力學(xué)性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
從拉伸試樣上截取金相試樣,,經(jīng)磨制和機(jī)械拋光后,,用X-350A應(yīng)力測定儀測得殘留奧氏體的含量,再用過飽和苦味酸溶液腐蝕出奧氏體晶界,,在PMG-3型光學(xué)顯微鏡下觀察原奧氏體晶粒尺寸,,從金相試樣上切取0.4mm厚薄片,,均勻磨至50nm,并經(jīng)離子減薄制樣,,用TecnaiG2F20S-TWIN(200kV)型透射電子顯微鏡觀察殘留奧氏體的分布情況,,用SUPRA40型場發(fā)射掃描電子顯微鏡對拉伸斷口進(jìn)行宏觀和微觀掃描分析。結(jié)果表明:
(1)隨淬火溫度增加,,20CrNi2Mo鋼的原奧氏體晶粒尺寸先是緩慢增加,,超過1100℃時(shí),晶粒尺寸迅速增加,,且隨著淬火溫度的增加,,材料的規(guī)定塑性延伸強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和硬度降低,,塑性有所增加,。
(2)不同淬火溫度工藝下,馬氏體板條間均會(huì)形成一層很薄的殘留奧氏體薄膜,,而且隨淬火溫度的提高,,殘留奧氏體膜的分岔和彌散分布現(xiàn)象明顯,這對提高塑性有重要貢獻(xiàn),。
(3)拉伸斷裂方式為韌性斷裂,,剪切唇所占比例隨淬火溫度升高而增加,放射區(qū)則隨淬火溫度增加而降低,,且放射區(qū)韌窩尺寸隨淬火溫度增加而增大,。