转载汽车发动机曲轴的热处理工艺35CrMo

转载 汽车发动机曲轴的热处理工艺 35CrMo

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[转载]汽车发动机曲轴的热处理工艺(35CrMo)(三) 2011年06月04日 5(具体热处理工艺的制定与用材分析 5.1 35CrMo热处理的技术要求 5.2 具体工艺与用材分析 5.2.1 原始材料的组织与性能

本次实验采用φ15 (mm)棒材。图3为4,的硝酸酒精腐蚀过的材料原始状态的金相显微图。

图(3).35CrMo退火态(500x)

从其显微组织图上可观察到其组织为铁素体基体上分布着层片状的珠光体(F+P)。其组织结构均匀。

其初始态的力学性能:

HRC:32 30 31 31 31 31 30 31 31 从以上数据可以看出其力学性能均匀。 5.2.2调质工艺与用材分析 5.2.2.1调质工艺参数的确定

淬火温度:由于35CrMo是亚共析钢，所以淬火温度取AC3+30, 50?,所以可确定出材料的淬火温度应为850?较合适。其保温时间可由经验公式t?(1.2,1.5)?D ，由于实验室一般取上限所以可得出淬火保温时间大约为25min。

淬火介质:油淬 回火温度:560?

保温时间: 1h 回火介质:油

加热设备:箱式电阻炉 调制工艺图

5.2.2.2组织性能的分析

试样经淬火(未回火)后的金相组织如图(4).可以看出其显微组织为板条马氏体。硬度测得在51,53HRC之间，且硬度分布均匀。淬火时，冷却介质选用油淬。这是因为油冷冷速在500,350?时最快，其下比较慢。这种冷却特性是比较理想的，因而正好使钢的过冷奥氏体组织在最不稳定的区域有最快的冷速，如此，可获得最大的淬硬层深度;而在马氏体转变区有最小的冷却速度，可使组织应力减至最小，故减小了变形开裂倾向，有利于后续加工及处理。

由于淬火后获得的马氏体组织不够稳定，因此，需要高温回火获得稳定的组织，回火索氏体。如图(5)可以看出调制后获得索氏体晶粒均匀细密，具有良好的硬度与韧性，其硬度值在32HRC左右，且硬度值分布均匀，符合曲轴的技术要求。

图(4)35CrMo淬火态(500x) 图(5)35CrMo调制态(500x)

由于随回火温度的升高，马氏体的塑性韧性上升，强度硬度下降，因而，调质获得的组织具有良好的综合性能，使强度、塑性、韧性得到了良好的配合，且改善了材料的机械加工性能，并为后续的热处理及加工做了组织上的准备。

5.2.3去应力退火工艺

在热处理、切削加工和其他工艺过程中，制品可能产生内应力。多数情况下，在工艺过程结束后，金属内部将保留一部分残余应力。残余应力可导致工件破裂、变形或尺寸变化，残余应力也提高金属化学活性，在残余拉应力作用下特别容易造

成晶间腐蚀破裂。因此，残余应力将影响材料的使用性能或导致工件过早失效。所以需要去应力退火来消除之前加工过程中产生的残余应力。

去应力退火工艺图

进行去应力退火时，金属在一定温度作用下通过内部局部塑性变形(当 应力超过该温度下材料的屈服强度时)或局部的弛豫过程(当应力小于该温度下材料的屈服强度时)使残余应力松弛而达到消除的目的。在去应力退火时，工件一般缓慢加热至较低温度(一般小于回火温度20?)，保温一段时间后，缓慢冷却，以防止产生新的残余应力。

5.2.4 表面处理及用材分析 5.2.4.1 表面热处理工艺

目的:在工件表面一定深度内获得马氏体组织，而其心部仍保持着表面淬火前的组织状态，以获得表面层硬而耐磨，心部又有足够塑性、韧性的工件。

加热设备:GP—25A高频淬火炉 淬火温度:860——930? (普通淬火温度+30~200?) 冷却介质:水冷 回火温度:160? 保温时间:1.5 回火介质:水 低温回火工艺图 5.2.4.2组织性能分析

图(6)(7) 分别为试样1 的金相显微组织图。从图(6)可以看出，试样 1 经过高频淬火以后，表面得到的并不是所需要的针状马氏体，而是粗大的组织。其原因是高频淬火时加热时间太长而引起的。这种粗大的组织硬度比细马氏体降低很多。