昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件淬火冷卻時(shí),由于不同部位存在溫度差異及組織轉(zhuǎn)變的不同所引起的應(yīng)力稱為淬火內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)淬火應(yīng)力超過鋼的屈服強(qiáng)度時(shí),鍛件將產(chǎn)生變形;當(dāng)淬火應(yīng)力超過鋼的抗拉強(qiáng)度時(shí),鍛件將產(chǎn)生裂紋而成為廢品。昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼為了防止鍛件的變形和開裂的產(chǎn)生,可采用不同的淬火方法 (如分級(jí)淬火或等溫淬火等)和工藝合理的設(shè)計(jì)措施(如結(jié)構(gòu)對(duì)稱、斜面均勻、避免尖角等),盡量減少淬火應(yīng)力,并在淬火后及時(shí)進(jìn)行回火處理。
昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼鍛造余熱等溫正火是鍛件成形后,當(dāng)溫度高于Ar3(對(duì)亞共析鋼)時(shí)急速冷卻,冷卻到等溫溫度后保溫一段時(shí)間后空冷至室溫。 昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼鍛件成形后溫度一般在900~1000℃,急冷速度一般控制在30~42℃/min,等溫溫度一般為550~680℃(具體需根據(jù)不同材質(zhì)確定)。急冷是該工藝的關(guān)鍵工序,可通過調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量、風(fēng)速、風(fēng)溫和風(fēng)向,保證鍛件冷卻后溫度均勻。等溫溫度根據(jù)材料種類和要求的硬度確定,一般選在珠光體轉(zhuǎn)變曲線的鼻部以縮短等溫保溫時(shí)間。鍛造余熱等溫正火多用于滲碳齒輪鋼,例如SCM420H、SCM822H、SAE8620H和20CrMnTiH等。
鍛造生產(chǎn)中,除了必須保證鍛件所要求的形狀和尺寸外,還必須滿足零件在使用過程中所提出的性能要求,采用合理的鍛造工藝和工藝參數(shù),可以通過下列幾方面來改善原材料的組織和性能:(1)昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼打碎柱狀晶,改善宏觀偏析,把鑄態(tài)組織變?yōu)殄憫B(tài)組織,并在合適的溫度和應(yīng)力條件下,焊合內(nèi)部空隙,提高材料的致密度;(2) 昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼鑄錠經(jīng)過鍛造形成纖維組織,進(jìn)一步通過軋制、擠壓、模鍛,使鍛件得到合理的纖維方向分布;(3) 控制晶粒的大小和均勻度;(4) 改善第二相(例如萊氏體剛中的合金碳化物)的分布;(5) 使組織得到形變強(qiáng)化或形變-相變強(qiáng)化等。
昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼咬合抗力實(shí)際就是發(fā)生“冷焊”時(shí)的抵抗力。該性能對(duì)于模具材料較為重要。昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼試驗(yàn)時(shí)通常在干摩擦條件下,把被試驗(yàn)的工具鋼試樣與具有咬合傾向的材料(如奧氏體鋼)進(jìn)行恒速對(duì)偶摩擦運(yùn)動(dòng),以一定的速度逐漸增大載荷,此時(shí),轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)增大,該載荷稱為“咬合臨界載荷”,臨界載荷愈高,標(biāo)志著咬合抗力愈強(qiáng)。
決定模具使用壽命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼模具在工作中承受相當(dāng)大的壓應(yīng)力和摩擦力,要求模具能夠在強(qiáng)烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨損主要是機(jī)械磨損、氧化磨損和熔融磨損三種類型。昆明40CrMnTi合金結(jié)構(gòu)鋼為了改善模具鋼的耐磨性,就要既保持模具鋼具有高的硬度,又要保證鋼中碳化物或其他硬化相的組成、形貌和分布比較合理。對(duì)于重載、高速磨損條件下服役的模具,要求模具鋼表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持潤滑作用,減少模具和工件之間產(chǎn)生粘咬、焊合等熔融磨損,又能減少模具表面進(jìn)行氧化造成氧化磨損。所以模具的工作條件對(duì)鋼的磨損有較大的影響。