Gevolgen van het warmtebehandelingsproces op de microstructuur en hardheid van 20CrMoH staalverwerkingsvormingen

I. Invloed van voorwarmtebehandeling op microstructuur en hardheid

1. Normalisatieproces

• Proceskenmerken: het smeedstuk wordt verhit tot 30-50°C boven Ac3 (austenitisatiekritische temperatuur, ongeveer 880-920°C), gedurende voldoende tijd gehouden om de microstructuur volledig te austenitiseren, en vervolgensmet luchtkoelingtot kamertemperatuur.
• Invloed op de microstructuur:
  De snelle afkoeling (luchtkoeling) bij het normaliseren kan de reticulaire neerslag van ferriet langs de korrelgrenzen remmen, korrels verfijnen en de microstructuur inuniforme fijne parelliet + een kleine hoeveelheid ferriet(de perlietlamellen zijn fijner), waardoor na het smeden de Widmanstätten-structuur en de grove korrels verdwijnen.
• Invloed op hardheid:
  De gemengde structuur van fijne pearlliet en ferriet heeft een matige hardheid, meestal180-220HBW, which not only meets the requirements of subsequent cutting processing (machinability is good when hardness is below 250HBW) but also provides a uniform original microstructure for final heat treatment such as carburizing.

2- Glijproces

• Proceskenmerken: Volledig gloeien (verhitting tot 20-30°C boven Ac3,wordt vaak gebruikt bij het opwarmen van de pearllite, gevolgd door langzame koeling met de oven na het opwarmen) of isothermisch gloeien (opwarming na het opwarmen in het temperatuurbereik van de pearllite-transformatie)..
• Invloed op de microstructuur:
  Langzame afkoeling zorgt voor voldoende koolstofdiffusie, wat resulteert in:meer gelijkmatige pearlliet + ferriet(de perlietlamellen zijn dikker en meer 弥散分布), waardoor de smeedspanning en de samenstelling volledig worden geëlimineerd.de carbiden kunnen worden spheroïde om de bewerkbaarheid verder te verbeteren.
• Invloed op hardheid:
  De microstructuur is na het gluren zachter, met een hardheid van gewoonlijk160-190HBWHet is geschikt voor smeedstukken met complexe vormen en hoge snijmoeilijkheden, maar de productiecyclus is langer.

II. Invloed van de eindwarmtebehandeling op de microstructuur en hardheid

1. Verkoeling-verharding + laagtemperatuurtemperatuur

• Verkoeling:
  • Proceskenmerken: Behoud in een koolstofrijke atmosfeer (koolstofpotentieel 1,0-1,2%) bij 900-930°C om het oppervlakte-koolstofgehalte van ongeveer 0,2% naar 0,8-1 te verhogen.2% (het koolstofgehalte in de kern blijft rond 00,2%).
  • Invloed op de microstructuur: op het oppervlak wordt hoogkoolstof-austenite gevormd en in de kern wordt laagkoolstof-austenite gevormd; onvoldoende houdtijd leidt tot een lage en ongelijke koolstofconcentratie op het oppervlak;overmatige temperatuur (>950°C) veroorzaakt grove austenitkorrels (oververhitting).
  • Invloed op hardheid: Zonder afzuigen na verkoudering is de hardheid van het oppervlak iets hoger dan die van de kern (ongeveer 250-300 HBW) vanwege het hoge koolstofgehalte,Maar er is geen substantiële versterking..
• Verdooffase:
  • Proceskenmerken: Na het carburiseren wordt de temperatuur verlaagd tot 820-860°C (austenitisatietemperatuur), gehouden en vervolgens met olie gekoeld (of austempered).De hardheid van 20CrMoH-staal (Mo-element verbetert de hardheid) wordt gebruikt om een fasetransformatie te bereiken.
  • Invloed op de microstructuur:
    • Oppervlakte (hoge koolstofregio):aciculaire martensite + behouden austenite + een kleine hoeveelheid carbiden(Martensiteplaten zijn prima en het versterkende effect van martensite is aanzienlijk vanwege het hoge koolstofgehalte);
    • Kern (koolstofarme regio):Lath martensite(of bainite, afhankelijk van de koelsnelheid), zonder reticulair ferriet (vanwege voldoende hardheid);
    • Onvoldoende koeling (zoals een te hoge olie temperatuur) kan perliet of troostite op het oppervlak en ferriet in de kern veroorzaken, wat resulteert in een ongekwalificeerde microstructuur.
  • Invloed op hardheid: Na afzuigen bereikt de oppervlaktehardheid 62-65HRC (hoge hardheid van martensiet) en de kernhardheid 35-45HRC (laagkoolstofmartensiet heeft een goede taaiheid),Maar er is een grote hoeveelheid van de kalmerende stress.
• Laagtemperatuurtemperatiestadium:
  • Proceskenmerken: Houding bij 150-200°C gedurende 1-3 uur om de blusstress te elimineren en de microstructuur te stabiliseren.
  • Invloed op de microstructuur: Oppervlakte martensite wordt omgezet ingehard martensiet(aciculaire verfijning), wordt een deel van het vastgehouden austenite omgezet in martensite, en worden de carbiden gelijkmatiger geprecipiteerd; de kern van koolstofarm martensite wordt omgezet ingeharmoniseerd koolstofarm martensiet(de riemen zijn helderder).
  • Invloed op hardheidDe hardheid van het oppervlak neemt licht af tot58-62HRCNa het elimineren van de spanningen worden vervorming en scheuren tijdens het gebruik vermeden.

2. Verdoofing en tempering (verdoofing + tempering bij hoge temperatuur)

• Proceskenmerken: Verdoofing bij 860-880°C (watergekoeld of oliegekoeld) gevolgd door tempering bij 600-650°C.
• Invloed op de microstructuur: Vorminggeharde sorbiet(fijne carbiden gelijkmatig verdeeld in de ferrietmatrix), met geraffineerde en gelijkmatige korrels.
• Invloed op hardheid: Matige hardheid (220-280HBW), balanssterkte (σb ≥ 800MPa) en taaiheid (inslagenergie ≥ 60J), maar het oppervlak heeft geen hoge hardheid en een slechte slijtvastheid.

III. Invloed van belangrijke procesparameters op microstructuur en hardheid