工程机械用履带钢23MnB热处理工艺研究

第 3 5卷第 3期 2 0 1 3年 6月 四川 冶金 S i c hu a n Me t a l l u r g y V0 1 3 5 N o 3 J u n 2 0 1 3 文章编号 1 O O l 1 0 8 2 0 1 3 0 3 o 0 7 4 0 4 工程机械用履 带钢 2 3 Mn B热处理 工艺研 究 陈小龙 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 四川 攀枝花6 1 7 0 6 2 摘要 就工程机械用履带钢 2 3 M n B的热处理工艺进行 了研究 讨论了淬火温度对 2 3 Mn B钢性能及组织的影响 以及回火温度对钢机械性能的影响 确定 出了 2 3 Mn B钢合适的热处 理 工 艺制度 关键词 履带钢热处理工艺机械性能 中图分类号 T G 1 6 2 文献标识码 A THE HEAT TREATM ENT RES EARCH ON ENGI NEERI NG M ACm NERY 2 3 M n B S TEEL Ch e n Xi a o l o n g P a n z h i h u a S t e e l V a n a d i u m C o L t d P a n g a n g G r o u p P a n z h i h u a 6 1 7 0 6 2 S i c h u a n C h i n a A b s t r a c t T h e h e a t t r e a t e d t e c h n o l o g y o f e n g in e e r i n g m a c h in e r y 2 3 M n B S t e e l h a s b e e n r e s e a r c h e d a n d d i s c u s s e d t h e e ff e c t s o f q u e n c h i n g a n d t e mp e r i n g t e mp e r a t u r e o n mi c r o s t r u e t u r e a n d p r o p e r t i e s r e s p e c t i v e l y Ul t i ma t e l y d e t e r mi n e d s u i t a b l e h e a t tr e a t e d t e mp e r a t u r e o f 2 3 Mn B s t e e 1 K e y w o r d s tr a c k s h o e s t e e l h e a t t r e a t m e n t t e c h n o l o gy m e c h a n ic a l p ro p e rt y 1 引言 履带钢是工程机械的行走用钢 通常为 调质态使用 由于其特殊的工作环境 要求产 品必须具有 良好的综合力学性能 但在实际 使用 中 常常出现履带板变形或崩裂而导致 的失效 因此 在标准成分下 如何确定履带 钢的调质工艺对其使用性能的影响至关重要 本文研究 了 2 3 M n B履带钢 的淬火及 回火工 艺 确定出了2 3 M n B钢合适的热处理温度 2 试验 内容及方法 选取一炉工业生产的 2 3 M n B履带钢进 行试验 其化学成分见表 1 表 1 钢的化学成分 作者简介 陈小龙 工程师 材料工程硕士学位 主要从事产品开发工作 第 3期 S i c h u a n Me t a l l u r g y 2 1 淬火温度的确定 根据 亚 共 析钢 热 处 理相 变 点 经 验公 式 代入 2 3 M n B钢的标准成分 计算出钢 种奥氏体化理论温度范围为 8 8 1 一 9 1 7 c C 并 以此按 8 5 0 1 1 0 0 间隔5 0 进行淬 火温度试验 Ac 3 9 0 8 2 2 3 7C 4 3 8 5 9 P 3 0 4 9S i 3 7 9 2 V 一3 4 43 Mn一2 3Ni一2 0 0 C一 0 5 4 O 0 6 N i 将试验 钢分别 在 8 6 0 1 1 0 0 C淬 火 按 5 O 间隔 2 0 0 回火 检验不同淬火温 度下力学性能 拉伸及冲击 将不同淬火温度 8 5 0 C l 1 0 0 C 间隔 5 0 C 淬火的试样 5 0 0 回火 选择此 回火 温度是为了让晶界得到充分显示 观察不 同淬火温度下的金相组织 根据力学性能及金相组织 确定合适 的 淬火温度 2 2回火温度 的确 定 按 2 1 所确定的淬火温度进行试验钢的 淬火 分 别 在 1 5 O 1 8 O 2 o 0 2 3 O 2 5 0 3 0 0 3 5 0 4 0 0 4 5 0 5 o o 回 火 1 小时 进行力学性能检验 确定最佳的回 火温度 3 试验 结果及分析 3 1 淬火温度的确定 3 1 1 淬火温度对组织及性能的影响 在不同淬火温度下测得 2 3 M n B拉 伸及 冲击性能见表 2 从表可知 随着淬火温度 的上 升 强 度 和 延 伸率 先 上 升后 降低 在 9 o 0 时出现峰值 冲击功则随淬火温度升高 而 降 低 对 比整 个 曲线 图可 以 发 现 在 9 0 0 淬火时 试验钢具有最佳的综合力学性 能 表 2 不同淬火温度对力学性能的影响 3 1 2 显微组织分析 图 1 为不同的奥氏体化温度下钢的金相 组 织 为充分 显示 晶界 将 淬火后试 样在 5 0 0 进行 回火 从 图 1 a可 以看 出 在 8 5 0 o C 下淬火 所得组织 晶粒非常细小 达到 了 1 2级 金相组织为贝氏体和马氏体的混合 组织 且贝氏体的量多于马氏体 细小 的晶 粒反映出淬火前的奥 氏体 晶粒非常细小 而 细晶将降低钢的淬透性 贝氏体的存在也 表明钢尚未淬透 图 1 b为 9 0 0 o C 淬火后得 到的组织 特征为马氏体和微量贝氏体 晶粒 度 1 O 级 9 5 0 o C 淬火后得到的组织 图 1 C 与 9 0 0 o C 淬火后组织相似 组织为 回火马 氏 体和微量贝氏体 只是晶粒稍粗 当淬火温 度在 1 0 0 0 o C 1 1 0 0 o C 时 图 1 e l f 淬火后 的组织为全马氏体 晶粒随奥氏体化温度增 高而变粗大 且马氏体组织具有 明显的方 向 性 当淬火温度为 1 1 0 0 o C时 马氏体板条间 的距离增大明显 这也是力学性能降低 的原 因 试验表明 对于本研究 中的钢种来说 最 佳的淬火加热温度在 9 0 0 o C 左右 3 2回火温度对性能的影响 淬火后回火的 目的就是消除淬火应力 适当降低硬度 提高塑性 韧性 提高钢的综 合力学性能 图2为试验钢在不同回火温度 下的综合性能变化情况 从 图中可以看 出 在 低于 2 0 0 o C的温度范 围内回火 抗拉强度略 有上升