Cr12MoV钢真空炉与盐浴炉热处理工艺对比试验

河北冶金2015年第11期1试验方案11试验材料本试验的所有试样为同一炉号生产的CRL2MOV钢材。1钢材规格60MM40MM14D，数量21块；硬度和金相组织检验试样，编号214O，共20块，编号4L为退火态金相组织检验试样。2在60棒料上加2成10MM10MM20MM的试样；数量20块，密度检测试样，编号120。12试验过程1真空炉热处理工艺试验方案如图1所示。P赠时TMIN图1真空炉热处理工艺方案FIG1VACUUMFURNACEHEATTREATMENTPROCESS淬火设备在美国VFS真空炉内进行，其型号为IQ一36Q，极限真空度10PA。冷却压力6BAR，装载量200KG，温度均匀性15OC。淬火工艺本试验选取5个工艺方案，分别如下。T11000、TL70MIN；T21010OC、T270MIN；T31020、T350MIN；T41020OC、T470MIN；T5L020、T590MIN；操作方法装炉后抽真空，待炉内压力达到01300013PA真空度时，开始加热升温，采用2个阶段预热在800时向炉内回充高纯氮气，控制炉内压力为80106PA，冷却压力6BAR，低于65时出炉。回火工艺采用200、210、220OC回火2次，每次15H。2盐浴热处理工艺试验方案淬火工艺本试验选择5个淬火温度，分别为980OC1000OC1010OC102011030OC冷却在240OC硝酸盐中。回火工艺采用200OC、210OC、220OC回火2次，每次15H。3检验项目材料化学成分、退火态组织和硬度的检测；淬火前后试样密度的检测，可分析试样的热处理变形情况；淬回火硬度检测；淬回火金相组织的检测。2试验结果21试样的基本信息CRL2MOV钢的化学成分、退火态组织及硬度检验结果如表1所示。表1CRL2MOV钢的化学成分、退火态组织及硬度TAB1CHEMICALCOMPOSITION。ANNEALINGSTRUCTUREANDHARDNESSOFCRL2MOVSTEEL买侧值158114102905025207标准值14161101250150300400604255表1的检验结果表明，CRL2MOV钢的化学成分符合标准要求，退火态硬度合格，碳化物不均匀度级别也符合标准要求。22淬火前后试样密度的检测结果目的因为质量与密度之比得出体积，也就是通过试样淬火前后密度的检测，可以得出淬火前后的变形情况。试样密度GCM试样在空气中质量G试样在空气中的质量G一试样在水中的质量G绳的质量G其中，绳的质量为00117G，具体结果见表2和表3。从表2和表3可见采用真空炉和盐浴炉淬火，淬火后比淬火前试样的密度变小，在质量一定的情况下，密度与体积成反比，证明了试样淬火后的体积比淬火前要大，即经淬火，不论真空淬火还是盐浴淬火其体积都要膨胀，即淬火后形状变大。相同的淬火温度下，真空热处理比盐浴热处理变形要稍大，由真空炉冷却能力大于盐浴所致。但变形量最大的在3丝以内，可以满足滚丝轮的变形要求，真空热处理炉淬火，在1020OC50MIN的工艺下变形量最小。盐浴炉热处理淬火，也是在1020OC5MIN的工艺下变形量最小。49总第239期HEBEIYEJIN23淬回火硬度检测结果见表4。1试样的真空炉淬回火硬度及淬火组织评级表4真空炉淬回火硬度及淬火组织评级TAB4RATINGFORQUENCHINGTEMPERINGHARDNESSANDQUENCHINGSTRUCTUREFORVACUUMFURNACE50总第239期可见淬火晶粒，但确实回火充足，无过热现象；1020盐浴淬火，其回火组织中不见淬火晶粒，也回火充足，无过热现象。真空淬火与盐浴淬火的回火组织中最大区别是前者可见淬火晶粒，后者不见淬火晶粒。3结论通过进行CRL2MOV钢真空与盐浴热处理工艺对比试验，从试验结果可以看出，真空炉淬火既可保证热处理的变形，符合工艺要求，又可保证硬度达到技术标准要求。同时淬回火组织虽有区别，但均在回火充足情况的组织，因此属正常组织。1CRL2MOV钢真空热处理工艺淬火温度1010上接第L9页表3图2中各点的化学成分WTTAB3CHEMICALCOMPOSITIONSOFVARIOUSPOINTSINFIG2WT32CAC12含量的变化由表3可以看出，沿GK一0一LHJMIGKO线，CACI的含量一路下降。J点CAC1，的含量为411。其熔点的变化GO为下降495OC一450OC，OJ为上升450OC一522OC。33NACI含量的变化由表3可以看出，沿GK一0一MIJ线，NACI的含量一路下降，J点NAC1的含量为148，其熔点的变化同样为GO为下降495OC一450521020OC，加热保温时间按产品的有效厚度确定为5070MIN；回火温度200220OC，硬度6062HRC。真空炉淬火后的淬火晶粒度清晰，比较容易评定级别。2CRL2MOV钢盐浴热处理工艺淬火温度为10201030OC，加热保温时间按产品的有效厚度计算，回火温度为200220OC，硬度为6062HRC。盐浴炉淬火后的晶粒度不清晰，无评定级别。综上所述，可采用真空炉实现CRL2MOV钢滚丝轮的热处理过程，以提高其产品质量。，0一J为上升450一522。34一个设想能否在淬火分级炉开始使用时，采用图2中G点成分的二元盐68CACI32NACI，理论二元共晶点为494OC，实际工业盐熔点估计520，开始使用分级温度为560，随着淬火工件上附着的BACI盐的带入，此盐浴的熔点将逐步下降到460，然后再随着使用时间的延长，BAC1，含量的增加而盐熔点上升。这样做似乎可加长分级盐浴的整个寿命，还有待实践证明。4结语高速钢淬火分级冷却使用500550OC分级温度的GS430盐，能保证工件良好的淬回火质量硬度和韧性，但也有一定的缺点及使用必须遵循的规定限于篇幅，