18Cr2Ni4WA渗碳钢的热处理工艺研究.doc

18Cr2Ni4WA渗碳钢的热处理工艺研究 /:/=/:: ～ 工艺一 18Cr2Ni4WA渗碳钢的热处理工艺研究 黄海清 (上海七一一研究所,上海200051) 摘要:介绍了18Cr2Ni4WA钢渗碳时的碳势控制,渗碳后的高温回火和淬火工艺.该钢渗碳后于670℃ 回火两次是消除渗碳层中残余奥氏体的最有效方法.渗碳采用不同温度淬火可满足18Cr2Ni4WA 钢零件不同的心部硬度要求. 关键词:18Cr2Ni4WA钢;渗碳;残余奥氏体;淬火;回火 中图分类号:TG156文献标识码:B文章编号:1008—1690(2007)04—0049—004 HeatTreatmentProcessforCarburizingSteel18Cr2Ni4WA HUANGHai—qing (Shanghai711Institute,Shanghai200051) Abstract:Withrespectto18Cr2Ni4WAsteel,carbonpotentialcontrolduringcarburizingaswellashightern— peringandquenchingprocessesaftercarburizinghavebeenintroduced.Twoseparatetemperingtreatmentsat 670℃isthemosteffectivewaytoeliminateresidualausteniteinthecarburizedlayerofstee1.Thequenchingfrom differenttemperaturesaftercarburizingcanmeettherequirementsfordifferentcorehardnessesofthe18Cr2Ni4WA steelparts. KeyWords:18Cr2Ni4WAsteel;carburizing;residualaustenite;quenching;tempering 18Cr2Ni4WA钢合金元素总含量大于5%,属高 合金渗碳钢.该钢种淬透性高,具有优良的综合力 学性能,特别是Ni的含量较高,使钢具有良好的强 韧性和淬透性,特别适用于制造截面大,性能要求高 的渗碳结构件和重载齿轮等¨J.但该钢渗碳冷却 后,渗层组织中存在大量残余奥氏体,影响了钢的淬 硬性.同时,由于该钢的合金元素含量高,使C曲 线大大右移,在一般正火或退火时得不到平衡组织, 空淬也能得到马氏体和贝氏体,因而硬度高.由于 渗碳后表面残余奥氏体量较多,要采用较复杂的热 处理工艺才能满足零件的各种技术要求.要使 18Cr2Ni4WA钢工件表面硬度高而心部硬度低是较 困难的. 1合金元素的影响和热处理工艺 1.1合金元素的影响 18Cr2Ni4WA钢的合金元素均能推迟奥氏体转 变,尤其是元素w,强烈地推迟珠光体转变,所以该 钢过冷奥氏体在珠光体区问的稳定性很高,即使空 冷也发生贝氏体转变.表层渗碳后,由于碳和合金 元素的综合作用,使贝氏体转变曲线大大右移,贝氏 体转变C曲线"鼻尖"的孕育期由渗碳前的十几秒 推迟到二十几分钟,可以空淬成马氏体或贝氏体. 渗碳后18Cr2Ni4WA钢渗层的Ms点温度也由渗碳 前的高于300℃下降到80～90℃左右.经渗碳空 冷后表层组织为马氏体及大量残余奥氏体,从而影 响淬火后的硬度¨J.要消除大量残余奥氏体,不能 像一般低合金渗碳钢那样采用二次淬火法,相反,经 二次淬火反而使残余奥氏体增多导致硬度下降.对 这类高合金渗碳钢有其独特的处理方法,即渗碳后 于670℃高温回火. 回火时,在一定的温度下,从残余奥氏体中析出 碳化物的过程是一个原子的扩散过程.温度越高越 有利于扩散,析出碳化物增多,使残余奥氏体的过饱 和度减小,有利于残余奥氏体转变.但回火温度也 不能太高,因为高碳表面层的A温度约为700℃, 过高的回火温度容易引起相变,反而使奥氏体中溶 收稿日期:2006—07—02 作者简介:黄海清(1966.5一),男,江西丰城市人,从事热处理检验和工艺技术工作,联系电话:021—3054 《热处理》2007年第22卷第4期'49' 入更多的碳和合金元素,提高了奥氏体的稳定性,增 加残余奥氏体量. 利用回火来消除残余奥氏体是行之有效的方 法,而回火的温度和次数是关键. 1.2渗碳 1.2.1渗碳设备 渗碳采用传统的RQ一60-9型井式气体渗碳炉, 控制系统选用北京汇捷通新技术有限公司的HT一 300控制仪,可模拟渗碳过程自动控制.根据工件 的技术条件设定相应的技术参数. 1.2.2渗碳介质 渗碳剂采用煤油加甲醇,成本较低,且对储存条 件要求不高,不象丙酮易挥发.缺点是容易形成炭 黑,但采用氧探头自动控制,可以