熱處理制度對(duì)T10鋼組織和硬度的影響實(shí)驗(yàn)

1、熱處理制度對(duì)T10鋼組織和硬度的影響實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? .論述T10鋼球化退火和780c淬火后的組織和硬度。2 .探索了改變?cè)冀M織和熱處理工藝(淬火溫度)對(duì)其的影響。二、概 述T10鋼是一種最常用的工模具鋼，熱處理后要求有高的硬度5965HRC強(qiáng)度、耐磨性及適當(dāng)?shù)捻g性等；T10鋼ACmfe 800C,通常采用球化退火、Ac1+(3050)C 淬火及170c200c回火的傳統(tǒng)熱處理工藝。 通常認(rèn)為這可使鋼獲得具有最佳配 合的強(qiáng)度和韌性。一些工廠的生產(chǎn)實(shí)踐表明，T10鋼制冷變形模具使用壽命較低， 易出現(xiàn)壁裂、崩刃和折斷等，以致過早報(bào)廢。為此，我們探索改進(jìn)T10鋼的熱處理工藝。三、實(shí)驗(yàn)步驟二實(shí)驗(yàn)過

2、程1 .試驗(yàn)方法試驗(yàn)用T10鋼的成分見表1。選用粒狀珠光體及片狀珠光體兩種原始組織，前者 試樣僅用780c傳統(tǒng)工藝淬火，而后者試樣則用 740、780、840、900c四種淬火 溫度，隨后進(jìn)行機(jī)械性能檢測(cè)試驗(yàn)。表1 T10鋼的化學(xué)成分成分CSiMnPS含量%2 .試樣的熱處理預(yù)備熱處理正火T10鋼的Ac/j 800C ,正火溫度約為 Acm+3050C,故取840c用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算加熱時(shí)間:T aKD公式中 T加熱時(shí)間，min；a加熱時(shí)間系數(shù)，min/mm| （碳鋼取 min mm-力；K裝爐修正系數(shù)；D工件有效厚度，mm正火工藝參數(shù)見表2,工藝曲線見圖1。表2正火工藝參數(shù)工藝正火參數(shù)加熱溫

3、度/c保溫時(shí)間/min冷卻方式正火爐84040空冷箱式爐時(shí)間t/min圖1正火工藝曲線正火后組織圖見圖2圖2正火后組織（X 400）球化退火T10鋼鍛坯經(jīng)10kw箱式電爐等溫球化退火，在 770 C保溫2 h,再冷到680 C , 保溫4小時(shí)，出爐空冷。機(jī)械加工后的機(jī)械性能、淬透性及金相試樣，一部分按 傳統(tǒng)工藝熱處理，以作對(duì)比。球化退火工藝參數(shù)見表2。球化退火工藝曲線見圖3。溫度T/ C770 c680 c圖3球化退火工藝曲線球化退火后組織如圖4所示時(shí)間t/min圖4等溫球化退火后組織（X 400）最終熱處理780 C ,200c回火,最終熱處理所有試樣在箱式爐內(nèi)進(jìn)行最后熱處理，等溫球化退火試

4、樣淬火加熱 正火試樣淬火加熱分別為 740、780、840、900c保溫，用水淬火， 然后磨加工到規(guī)定尺寸。每種工藝每個(gè)試驗(yàn)都取4個(gè)試樣的平均值。 工藝參數(shù)見表3。用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算淬火加熱時(shí)間：T aKD公式中 T加熱時(shí)間，min；-加熱時(shí)間系數(shù)，min/mn碳鋼取 min - mm-1K裝爐修正系數(shù)；D工件有效厚度，mm表3 T10鋼最終熱處理工藝規(guī)范在舁 廳P原始組織淬火加熱溫度/C時(shí) 間/min冷卻介質(zhì)淬火爐1片狀珠光體74030水箱式爐2780384049005粒狀珠光體780片狀珠光體在淬火后組織如圖圖5740c淬火(X 400)780 c 淬火(X 400)840 c 淬火（X

5、400）900c淬火(X 400)圖5片狀珠光體在淬火后組織粒狀珠光體淬火后組織如圖6780c淬火(X 400)圖6 粒狀珠光體淬火后組織3.性能試驗(yàn)方法檢測(cè)各零件的硬度及觀察各個(gè)顯微組織,在 HR150- A型洛氏硬度計(jì)上測(cè)定 其硬度值，在XJL 02型金相顯微鏡上拍攝顯微組織照片及測(cè)晶粒度。其它機(jī) 械性能試樣斷后也進(jìn)行顯微組織觀察，并測(cè)了試樣心部硬度。淬火后硬度、晶粒 度和組織檢測(cè)結(jié)果見表5。在舁 廳P原始組織熱處理規(guī)范硬度(HRC金相組織1P片740 c淬火51細(xì)針狀M+®板條M+Ar+碳化物2780 c淬火52細(xì)針狀M+®板條M+Ar+碳化物3840 c淬火53針狀

6、M+Ar4900 c淬火50針狀M+ Ar5P粒等溫球化+780C淬火針狀M +Ar三結(jié)果分析1組織分析改變T10鋼原始組織及奧氏體化溫度，導(dǎo)致了馬氏體組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。(1)當(dāng)原始組織為片狀珠光體時(shí)，在740C、780c加熱未完全奧氏體化，奧氏 體含碳量不高，得到細(xì)針狀、細(xì)小板條狀馬氏體；在840C > 900c淬火后，碳完全融入奧氏體中，得到針狀馬氏體，且由于溫度升高，得到的組 織較740C、780c淬火后組織粗大；900c在淬火時(shí)，溫度過高，奧氏體 晶粒粗大，晶界過熱，所以淬火后晶粒更加粗大，品界出現(xiàn)弱化現(xiàn)象，如 圖5。(2)當(dāng)原始組織為粒狀珠光體時(shí)，780 C淬火后的馬氏體形態(tài)為針狀馬氏體，其 組織較均勻，如圖6。硬度分析奧氏體化溫度升高，奧氏體中碳含量增加，使硬度值有所增加，故740C、 780C、840c的硬度逐漸增加 ；900c加熱，Ar晶粒粗大淬火后得到組織硬度 反而降低。四結(jié)論綜上所述，與傳統(tǒng)球化退火工藝相比，片狀珠光體淬火得到的組織硬度與其 不同，在與傳統(tǒng)工藝相同