張 明 鄧 軍 常 紅 史翔煒

(南京博大重型鍛造有限公司，江蘇210048)

我公司生產(chǎn)的45#鋼拖輪軸鍛件，按常規(guī)的調(diào)質(zhì)處理雖能滿足強(qiáng)度及硬度的設(shè)計(jì)要求，但對(duì)較高的沖擊韌性要求則力不從心。尤其是很難滿足客戶提出的AkV沖擊值要求。為此，我們對(duì)幾種調(diào)質(zhì)工藝進(jìn)行了對(duì)比研究，找到了一個(gè)較為優(yōu)化的調(diào)質(zhì)工藝。

1 拖輪軸鍛件技術(shù)要求

拖輪軸尺寸為?750 mm×3 180 mm和?680 mm×2 850 mm等共30件，毛坯重量11 880 kg和8 710 kg。性能指標(biāo)為：Re≥345 MPa，Rm≥(590～740 )MPa，A5≥17%，Z≥35%，AkV≥31 J (常溫)；其化學(xué)成分符合GB/T699—1999規(guī)定，見表1。

2 拖輪軸熱處理工藝參數(shù)

2.1 45#鋼材料的常規(guī)熱處理工藝及檢測(cè)結(jié)果

45#鋼材料的常規(guī)熱處理工藝見圖1。我們?nèi)《嘟M試樣中的一組(爐號(hào)為09-1-0533)進(jìn)行分析，其化學(xué)成分見表2。性能結(jié)果見表3。高倍檢驗(yàn)晶粒度為4.5級(jí)。金相組織為F+P，以P為主，組織不均勻。

表1 拖輪軸化學(xué)成分Table 1 The chemical composition of tug shafts (mass fraction,%)

表2 爐號(hào)09-1-0533的化學(xué)成分Table 2 The chemical composition of the heat 09-1-0533 (mass fraction,%)

圖1 常規(guī)熱處理工藝Figure 1 The common heat treatment process

圖2 常規(guī)調(diào)質(zhì)加亞溫調(diào)質(zhì)工藝Figure 2 The common adding sub-critical temperature tempering and quenching heat treatment process

2.2 調(diào)整后的調(diào)質(zhì)工藝及檢測(cè)結(jié)果

45#鋼拖輪軸常規(guī)調(diào)質(zhì)處理后，晶粒度級(jí)別和金相組織均勻程度都達(dá)不到規(guī)定的要求。為此，我們進(jìn)行了多次試驗(yàn)研究，最終確定在常規(guī)調(diào)質(zhì)處理后增加亞溫調(diào)質(zhì)工藝，見圖2。性能結(jié)果見表4。高倍檢驗(yàn)晶粒度為9級(jí)，金相組織F+P，組織均勻，鐵素體比較尖。

表3 常規(guī)熱處理后的性能Table 3 The mechanical properties after common heat treatment

表4 增加亞溫調(diào)質(zhì)后的性能Table 4 The mechanical properties after adding sub-critical temperature tempering and quenching process

3 分析及討論

我們?cè)黾觼啘卣{(diào)質(zhì)后取得了較好效果的主要原因是：

(1)亞溫淬火采用了不完全奧氏體化，目的是減少晶間析出物和細(xì)化晶粒，從實(shí)際效果來講，晶粒細(xì)化的目的達(dá)到了。其中的一個(gè)細(xì)節(jié)必須要注意，亞溫的上限溫度一定不能超過Ac3，實(shí)際執(zhí)行的過程中也要注意，否則無法達(dá)到預(yù)期的效果。

(2)細(xì)化晶粒可以提高材料的沖擊韌性。

(3)淬火工藝只能采用水淬油冷工藝或水淬、水空工藝。如果單純的采用油冷工藝，很難達(dá)到客戶的要求。

4 結(jié)論

45#鋼的水淬油冷加亞溫調(diào)質(zhì)工藝可以細(xì)化晶粒，提高鍛件的沖擊韌性，并且可以減少鍛件的淬火開裂。