承德1Cr12Ni3Mo1VN圆钢/锻件报价

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  针对西钢齿轮钢20CrMnTi中Sn等残余元素含量高,生产过程中易产生开裂以及表面缺陷、产品组织及淬透性不稳定等问题,对20CrMnTi钢中Sn等残余元素的影响进行了较为系统的研究；首次开展残余元素Sn对20CrMnTi钢组织转变及性能包括力学、冲击、淬透性及疲劳性能等方面的系统研究；同时对Sn等残余元素危害20CrMnTi钢热塑性的机理、改善热塑性的方法、高温氧化行为以及对热塑性改善后的20CrMnTi钢组织转变及淬透性进行了研究。主要结论如下：本研究中,随着Sn含量的增加,马氏体转变临界冷速降低,珠光体转变区域变宽,0.049%的Sn使得Ac3升高了15℃,马氏体形成温度降低13℃。冷速均控制在0.2-1℃/s左右时可获得均匀的铁素体+珠光体组织。Sn含量小于0.049%时,随着Sn含量的增加,抗拉强度和屈服强度有所提高,对面缩率和断后伸长率的影响不大,拉伸断口皆为韧窝状断裂,冲击性能降低,冲击断口皆为准解理断裂。

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  对淬透性和疲劳性能无明显影响。Sn、Cu恶化20CrMnTi钢的热塑性的主要机理是：①Sn的晶界偏聚,降低20CrMnTi钢的晶界能,弱化晶粒间聚合力,加速晶界微孔的形成和长大以及Sn能阻碍20CrMnTi钢动态再结晶的发生；②硫化铜析出相于晶界析出,促进微孔的形成和裂纹聚合以及Cu能阻碍动态再结晶的发生。随着Sn含量、Cu当量的增加,20CrMnTi钢的热塑性明显降低,热脆性区变宽,在热脆性区内,热塑性先降低后升高,且均在750℃出现塑性谷底。先共析铁素体于奥氏体晶界析出导致塑性谷底的产生,因为铁素体的屈服强度低于奥氏体的屈服强度,在拉伸过程中产生应力集中,恶化热塑性。20CrMnTi钢的临界Sn含量为0.021%、临界Cu当量为0.15。B和稀土Y能够显著改善含锡20CrMnTi钢的热塑性。

  随着B/Y含量的增加,热脆性区变小,塑性谷底变浅且均向低温区移动,热塑性逐渐提高,其主要机理是钢中添加B/Y能够抑制Sn的晶界偏聚,增加晶间聚合力,阻碍奥氏体-铁素体转变,防止铁素体在奥氏体晶界析出,增加晶界滑移阻力,加快动态再结晶的发生以及抑制杂质元素S的晶界偏聚,同时B还能促进铁素体于晶内形核,软化奥氏体,提高奥氏体的变形能力,从而改善含锡20CrMnTi钢热塑性。本研究中,添加92ppmB/0.05%Y对含锡20CrMnTi钢热塑性改善效果最佳。高温氧化行为研究发现,含锡20CrMnTi钢在1150℃及1250℃时于空气中氧化1h,因为Sn在基体中具有较大的溶解度和扩散系数,在氧化层/基体界面均未发现富Sn相的存在。

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  当铜锡共存时,1150℃空气中氧化1h,因Cu的扩散系数较小且Sn能降低Cu在奥氏体中的溶解度,所以在氧化层/基体界面发现富Cu相存在；在1250℃氧化时,则因界面处富Cu相的富集量小于消耗量,氧化层/基体界面未发现富Cu相。氧化层分为三层,最外层为Fe2O3层,中间为Fe3O4层,最内层为FeO层。对不同Si含量的含铜、锡钢的高温氧化行为研究发现,Si能降低氧化速率,进而降低氧化层/基体界面处富Cu液相的量,减少晶界渗入；同时,增大内氧化程度,增加氧化层/基体界面糙度,促进界面处富Cu液相向氧化层中迁移,进一步减少界面处富Cu液相的量,抑制热脆的产生。

  添加92ppmB的含锡20CrMnTi钢Ac3温度为844℃,因此,淬火加热温度应选择温度范围为874℃～894℃。冷速控制在0.2～1℃/s左右时可获得均匀的铁素体+珠光体组织。当冷速为3℃/s时,组织主要为粒状贝氏体+马氏体混合组织,同时有极少量的铁素体存在；当冷速大于10℃/s时,钢中全为马氏体组织。B能够提高含锡20CrMnTi钢的淬透性,B含量由15ppm增加到90ppm时,淬透性虽略有变化,但总体差别不大。齿轮是汽车制造业中的关键零部件之一,汽车齿轮用钢SCM822H(22CrMoH),是我国近年引进的国外Cr-Mo系列齿轮钢的一个主要钢号。研制开发SCM822H系列齿轮钢,对扩大我国汽车齿轮钢品种,提高汽车齿轮钢的质量,提升我国汽车齿轮钢在世界齿轮钢中的地位均有重要意义。 

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  在试制SCM822H的过程中,采用非线性回归方程预测钢的淬透性及成分设计;采用超高功率(UHP)偏心底出钢电弧炉(EBT)初炼,钢包吹氩真空脱气(LF/VD)精炼及钙处理,控制了钢的化学成分和纯净度;在此基础上对钢的淬透性影响因素、晶粒细化及非金属夹杂物控制等进行了详细研究。 研究结果表明: 1) 通过采用UHP的EBT初炼,LF/VD精炼及合理的轧制工艺,可生产出符合标准要求的高纯净度、成分精确、晶粒细小的汽车齿轮用钢。 2) 根据非线性回归方程对钢的淬透性预测结果所设计的试钢化学成分完全符合齿轮钢的性能要求,试钢的淬透带宽在6～8HRC范围内。 3) 奥氏体化温度对淬透性有较大影响,合适的末端淬火温度为925℃。 4) 试钢中合适的残余Al含量应控制在0.025～0.040%范围内。

  Al形成细小AlN,呈弥散分布,可使钢晶粒细化,钢的晶粒度达7级以上;但过多Al量可使钢锭热送裂纹倾向增大。 5) 采用钙处理工艺可有效减少夹杂物数量,并改变夹杂物形态及分布。 6) 750～950℃是钢的塑性低谷区,采用500～650℃温装工艺可以有效地避免热送裂纹。齿轮钢成分对淬透性值的影响,并在开发钢液成分微调模型的基础上,建立了窄淬透性控制模型应用于生产实际。结果表明:随着C、Mn、Si、Cr含量的增加,其淬透性值升高;w(Ti)在0.07%左右时,淬透性值是最高的,Ti含量减少或增加,淬透性值都减小。

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  应用成分微调模型进行钢液成分控制,20CrMnTi齿轮钢C、Si、Mn、Cr及Ti成分波动范围小,实现了窄淬透性控制。 常用齿轮钢渗碳温度为930℃,提高渗碳温度至1000～1050℃能显著缩短渗碳时间,但易引起晶粒长人,因此发展了通过Nb、Ti、B微合金化,细化钢原奥氏体晶粒的高温渗碳齿轮钢。文中介绍了国内外高温渗碳齿轮钢的钢种成分、工艺特点、高温渗碳层组织控制和钢的疲劳性能的研究进展。 重载齿轮钢要求具有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度。微合金化技术是提高重载齿轮钢疲劳性能的一个重要途径。