利用锻造余热等温正火稳定渗碳淬火变形规律(下)

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　　2.等温正火对渗碳淬火后奥氏体晶粒度的影响|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

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　　实施利用锻造余热等温正火工艺，需要解决钢件停锻后奥氏体晶粒粗大且在冷却时不能细化、而在渗碳后又必须具有细小的奥氏体晶粒的问题，需对锻造余热等温正火渗碳淬火后的奥氏体晶粒大小进行测定。将经锻造余热等温正火炉处理的22CrMo试样放入坩埚中，以石墨粉作保护剂，放入加热炉，模拟渗碳加热，重新加热到930℃，保温90min，而后淬火冷却。经抛光后用60℃的含有0.5%～1%烷基璜酸盐苦味酸饱和水溶液腐蚀，测定奥氏体晶粒大小(热蚀法)。同时将模拟锻后直接淬火处理的试样也用热蚀法腐蚀，测定奥氏体晶粒度，即为渗碳淬火前原始奥氏体晶粒度。锻造余热等温正火处理的试样经渗碳淬火后的晶粒大小与原始晶粒比较，晶粒显著细化，晶粒度可达9级以上，而原始晶粒度达3级左右。

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　　由此可以得出，经锻造余热等温正火获得的粗大铁素体+珠光体组织，在后序渗碳加热时可以重新细化，获得细小、均匀的奥氏体晶粒。研究证明，加热原始组织为有序粗晶粒组织(非平衡组织马氏体、贝氏体等)时，可能导致形成的奥氏体晶粒与原始组织晶粒相同的形状、大小和取向，出现组织遗传现象。而加热原始组织为等轴状先共析铁素体和珠光体的平衡组织时，粗大晶粒的性质发生根本性改变，可以使晶粒重新细化。

　　3.等温正火对零件渗碳淬火后变形的影响

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　　对选用22CrMo钢制造的汽车后桥减速器从动锥齿轮分别进行普通正火与等温正火处理，经机械加工及渗碳淬火后，比较零件变形情况。在对比变形试验中，保证每种零件的机加工艺及热处理渗碳淬火工艺相同，从而对比普通正火与等温正火对零件变形的影响。后桥减速器从动锥齿轮变形要求为:平面度≤0.10mm，椭圆度≤0.08mm。各随机抽样100件成品零件进行测量，预处理为普通正火的零件变形分布规律；预处理为等温正火的零件变形分布规律。

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　　以后桥减速器从动锥齿轮为例进行变形分析，在预处理为普通正火的成品零件中随机抽样100件，椭圆度、平面度超差的不合格零件，共29件，其变形符合要求的合格品率为71%。无论是内孔变形还是平面变形，其变形数据集中在上限比例偏高，占60. 7%，变形数据在下限比例仅占10%～15 %，而且样本极差偏大，样本均值偏技术要求上限。由此可见，预处理为普通正火的零件，渗碳淬火后其变形统计数据的分布不是一个合理的分布，数据离散程度较大。在预处理为等温正火的成品零件中随机抽样100件，椭圆度、平面度不合格零件共2件，其变形符合要求的合格品率为98%。内孔、平面变形数据比较集中，变形数据的85 %～90 %落在中下限，而且样品极差和均值也比较小。由此可见，预处理为等温正火的零件，渗碳淬火后其变形统计数据的分布比较合理，概率密度曲线近似正态分布。

　　四、结语|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn

　　( 1)合金渗碳钢锻造毛坯的普通正火，由于其相变是在一个温度区间内连续进行，其奥氏体转变无法控制。等温正火能有效控制冷却时的相变，使相变在等温温度下进行，能够获得均匀一致、满足要求的显微组织及硬度。

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　　( 2)利用锻造余热等温正火，粗大的奥氏体晶粒形成的平衡组织(铁素体加珠光体)，在后序渗碳加热时可以重新获得细小均匀的奥氏体晶粒。

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　　( 3)由于等温正火较普通正火能够获得均匀一致需要的显微组织和硬度。预处理采用等温处理的零件，能够可靠地获得良好切削加工性能和稳定的淬火变形规律。

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　　( 4)采用锻造余热等温正火，能够大幅度地降低成本和提高产品质量，具有显著的经济和社会效果。

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