大連20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。 大連20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。
當(dāng)前,世界各國紛紛將大連20合金結(jié)構(gòu)鋼增材制造作為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新增長點(diǎn),力爭(zhēng)搶占未來科技和產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)。我國增材制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展階段已從研發(fā)轉(zhuǎn)向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,新設(shè)備、新技術(shù)、新材料、新應(yīng)用程序不斷推陳出新,越來越多的企業(yè)將增材制造作為產(chǎn)業(yè)升級(jí)和技術(shù)轉(zhuǎn)型的方向。大連20合金結(jié)構(gòu)鋼增材制造技術(shù)是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件,相對(duì)于傳統(tǒng)的材料去除——切削加工技術(shù),是一種“自下而上”的制造方法。關(guān)橋院士提出了“廣義”和“狹義”增材制造的概念,“狹義”的增材制造是指不同的能量源與CAD/CAM技術(shù)結(jié)合、分層累加材料的技術(shù)體系;而“廣義”增材制造則以材料累加為基本特征,以直接制造零件為目標(biāo)的大范疇技術(shù)群。
大連20合金結(jié)構(gòu)鋼由于合金元素在回火時(shí)能阻礙鋼中各種原子的擴(kuò)散,因而在同樣溫度下和碳素鋼相比,一般均起到延遲馬氏體的分解和碳化物的聚集長大作用,從而提高鋼的回火穩(wěn)定性,即提高鋼的抗回火軟化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比較顯著,Al、Mn、Ni的作用不明顯。含有較高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的鋼,在500~600℃回火時(shí),析出細(xì)小彌散的特殊碳化物質(zhì)點(diǎn)如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分較粗大的合金滲碳體,使鋼的強(qiáng)度不再下降反而升高,即出現(xiàn)二次硬化。大連20合金結(jié)構(gòu)鋼Mo對(duì)鋼的回火脆性有阻止或減弱的作用。
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)大連20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) 大連20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。
1、大連20合金結(jié)構(gòu)鋼可鍛性:具有較低的熱鍛變形抗力,塑性好,鍛造溫度范圍寬,鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。2、退火工藝性:球化退火溫度范圍寬,退火硬度低且波動(dòng)范圍小,球化率高。3、切削加工性:切削用量大,刀具損耗低,加工表面粗糙度低。4、大連20合金結(jié)構(gòu)鋼氧化、脫碳敏感性:高溫加熱時(shí)抗氧化懷能好,脫碳速度慢,對(duì)加熱介質(zhì)不敏感,產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。5、淬硬性:淬火后具有均勻而高的表面硬度。6、淬透性:淬火后能獲得較深的淬硬層,采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。7、淬火變形開裂傾向:常規(guī)淬火體積變化小,形狀翹曲、畸變輕微,異常變形傾向低。常規(guī)淬火開裂敏感性低,對(duì)淬火溫度及工件形狀不敏感。8、可磨削性:砂輪相對(duì)損耗小,無燒傷極限磨削用量大,對(duì)砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感,不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
大連20合金結(jié)構(gòu)鋼5CrMnMo中加入Cr、Mn、Mo元素主要是提高鋼的淬透性,尤其是共同作用時(shí),淬透性提高極大。Cr、Mn、Mo元素可固溶于鐵素體中起固溶強(qiáng)化作用,又可固溶于Fe3C中形成(Fe、Cr、Mo)3C,改善其硬度,提高鋼的耐磨性。Cr、Mn、Mo元素共同作用顯著提高鋼的回火穩(wěn)定性。大連20合金結(jié)構(gòu)鋼Mo元素可減少回火脆性和細(xì)化晶粒。由于Ni元素顯著提高鋼的淬透性、韌性與耐熱疲勞性能,所以5CrMnMo鋼與5CrNiMo鋼相比,雖然強(qiáng)度不降低,但常溫及較高溫度下的韌性和塑性卻降低很多,且淬透性和耐熱疲勞性能也稍低。 另外,5CrMnMo鋼中加入Mn、Mo元素,鋼的過熱敏感性稍大。此外,鋼中存在Cr元素使鋼產(chǎn)生一定的抗氧化性與耐蝕性。