17231澆鑄及熱處理工藝

1.7231（42CrMo）澆鑄及熱處理工藝1.7231成分要求：C:0.38-0.45Si:0.15-0.4Mn:0.6-0.9PW0.025SW0.035Cr:0.9-1.2MO:0.15-0.31.7231機械性能要求：抗拉：800-950屈服：N600延伸率N12%沖擊N31J一：1.7231化學成分的確定（1）碳（C）：超過共析成分后與Cr、Mn、Mo等合金元素形成的碳化物固溶于鐵素體中強化基體，使鋼的強度和硬度大幅度提高，從而提高鋼的耐磨性，但C過高則韌度降低，淬火時，隨著C質(zhì)量分數(shù)增加，淬火應力增加，開裂傾向增大，但可以通過降低淬火溫度減少開裂傾向。由此C控制為中限0.4-0.43o（2）硅（Si）:固溶于鐵素體和奧氏體中，有明顯的強化作用，Si降低C在奧氏體中的溶解度，促使碳化物析出，提高強度和硬度。Si和O的親和力僅次于Al和Ti，而強于Mn、Cr、V，很好的還原劑和脫氧劑，可提高鋼的致密度，但過高將顯著降低鋼的塑性和韌度，Si對鋼的韌性有不利的影響，特別是Cr、Mn、Si3種元素同時存在時，在鑄造中裂紋和開裂的傾向增大，生產(chǎn)工藝難度及廢品率增加。由此Si控制為中線偏下0.2-0.3。（3）錳（Mn）:強烈增加鋼的淬透性，對生產(chǎn)中采用空冷淬火極為有利，淬火后得到馬氏體組織。Mn又是較強的脫硫劑，可減少硫的有害作用。但過量的Mn會導致鋼的淬火組織中奧氏體增加，易引起晶粒粗大，使鋼的硬度下降。由此Mn控制為中線0.6-0.7。（4）銘（Cr）:是碳化物形成元素，Cr溶于奧氏體中強化基體且不降低韌度，推遲過冷奧氏體轉(zhuǎn)變，增加鋼的淬透性，Cr使鋼的強度和硬度明顯提高，此外Cr能細化品粒，提高回火穩(wěn)定性，Cr是強碳化物形成元素。在鋼中隨Cr量的變化，碳化物可轉(zhuǎn)變?yōu)閷鼓ビ欣奶蓟镱愋汀．擟r>4%時，即可有硬度較高的M7C3型碳化物出現(xiàn)，這有利于提高鋼的耐磨性。另有部分Cr溶入基體中，既強化基體又提高淬透性。Cr在回火時能阻止或減緩碳化物的析出和集聚，使碳化物保持較大的分散度，有利于強度和硬度的提高.由此Cr控制為上限1-1.1。鉬(Mo):在鋼中主要作用是提高淬透性，細化品粒，改善碳化物的形態(tài)和分布，防止回火脆性，與Cr同時加入可改善沖擊韌度，由此Mo控制為上限0.25-0.3。鈦(Ti):Ti是活潑元素。鋼中加入微量的鈦，可以明顯細化品粒，減少枝晶偏析，提高鋼的強度和韌性。鈦還是一種脫氧去氣劑，在鋼中形成極為穩(wěn)定的TiC。鈦并不易溶解，只有當鋼加熱到1000°C以上才緩慢地溶解，從而保證鋼在熱處理中能獲得細品粒組織。鈦作為單一的微合金化元素添加到鋼中，其含量必須達到一定量(Ti>0.04%質(zhì)量分數(shù))，才能起到析出強化作用。鈦的加入不宜過量，否則會有多余的鈦固溶于鐵素體中。綜合考慮Ti含量控制在0.04%~0.15%為宜。硼(B)：B是主要的淬透性元素。在鋼中添加0.001%的B，能顯著提高材料的力學性能，特別是沖擊韌性。B在Y及a固溶體中的溶解度不大，且屬縮小Y相區(qū)的元素。B和鐵產(chǎn)生很穩(wěn)定的硼化物Fe2B和碳能結(jié)合成碳化物。微量的B能大大提高鋼的可淬硬性，但加入量極微。當B含量大于0.007%后，鋼發(fā)生“熱脆”。為獲得綜合的機械性能，要將B含量范圍控制在0.002%~0.005%之間。硫(S)、磷(P)為有害元素，在鋼中應嚴格控制在下限。二：熔煉工藝加料：加入廢鋼、鉬鐵后通電熔化，在開始通電的6-8分鐘內(nèi)供給60%的功率，待電流沖擊停止后，逐漸將功率開至最大，隨時注意搗料，防止爐料〃搭橋〃并繼續(xù)添加爐料。造渣：爐料熔清后，加入造渣材料(石灰：螢石=2：1)，石灰5Kg,熒石2.5Kg造渣覆蓋鋼液，渣料加入量為總裝量的1-1.5%。取樣扒渣：爐料熔清后，取樣分析C、S、P、Mo、Si、Mn，P，并將預熱的銘鐵及造渣材料加入爐內(nèi)，渣料熔清后將功率降到40-50%，傾爐扒渣，另造新渣。脫氧：渣料化清后，加入(石灰粉：鋁線rl：2)石灰0.3Kg，鋁線0.6Kg進行擴散脫氧，脫氧過程中可用石灰粉和螢石粉調(diào)整爐渣粘度，同時在鋼液溫度達到1560°C(熱電耦)以上時，扒除大部分爐渣，加入錳鐵和造渣材料。測溫：測量鋼液溫度，要求出鋼溫度在1610-163OC(熱電耦)，檢查鋼液脫氧情況。加硅鐵：出爐前5-10分鐘加入硅鐵，加入量按規(guī)定下限配入，并根據(jù)試樣調(diào)整化學成分。各元素調(diào)整平衡后，造渣升溫至1550C除渣，在脫氧基本良好的潔凈液面上加入鈦鐵(FeTi30)，Ti在鋼液中形成TiN、TiC。TiC顆粒細小，是阻礙奧氏體品粒長大的有效質(zhì)點，提高鋼水的潔凈度，得到N、0、S含量較小的潔凈鋼水，可獲得細品粒組織。鈦鐵加入后及時升溫，待鋼液溫度升至1600C時，扒渣及清除浮渣，在脫氧良好潔凈的液面上加入已預熱的硼鐵，并采用高效隔熱保溫劑覆蓋，待鋼液溫度升至1630C~1650C時，徹底除渣后傾鋼。出鋼：鋼液溫度符合要求，停電出鋼，在茶壺包中加入稀土0.4kg進行孕育處理，插鋁線(0.8Kg/t)0.5Kg進行終脫氧，最后加入覆蓋劑，防止鋼液氧化，并作成品分析。澆注：鋼液在包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5分鐘后進行澆注，要求澆注溫度為1530-155OC(熱電耦)。變質(zhì)處理:變質(zhì)處理是采用中性材料鋼包，在出鋼前30min將茶壺包預熱至800C左右，將已預熱的稀土變質(zhì)劑按鋼液重量的0.3%加入鋼包底部，并用潔凈的薄鐵皮覆蓋，以延長變質(zhì)劑的反應，對鋼液進行孕育變質(zhì)。變質(zhì)劑的加入量不得過量，過多的變質(zhì)劑會使鋼液中夾雜物數(shù)量增多，對材料的韌性帶來不利影響。變質(zhì)溫度為1550C~1580C。變質(zhì)過程中造渣，扒渣兩次，將被融渣吸附的懸浮夾雜物及非金屬夾雜物排出。排渣即為清雜的過程。變質(zhì)處理后及時在鋼包的液面上覆蓋鋼包覆蓋劑進行靜置，待溫度降至1550C~1580C時，扒開茶壺包嘴浮渣進行澆注?？s松產(chǎn)生的原因：均在靠近冒口附近局部區(qū)域產(chǎn)生不同程度的縮松，究其原因，皆由于ZG40CrMo屬多元低合金鋼收縮大所致，為此在澆冒系統(tǒng)設(shè)計上應保證建立良好的逐漸遞增的溫度梯度及形成合理的順序凝固方式。由此澆鑄前型

殼下面淬水，上部加保溫棉，澆鑄完后加保溫劑。三：熱處理工藝消除鑄件鑄后應力、改善組織，鑄件鑄后采用退火工藝以消除鑄造應力注：1：裝爐時在200-300°C裝爐。2：爐冷至300C后出爐空冷。淬火工藝冷冷620C速降裝爐860C均1H溫1H820C1H淬火工藝注：1：裝爐在冷冷620C速降裝爐860C均1H溫1H820C1H淬火工藝2：水冷油冷即：820C出爐后淬水，在水中冷卻到300C左右時