袁志鐘, 王夢(mèng)飛, 段旭斌, 楊海峰, 李表敏, 羅 銳, 趙小強(qiáng), 程曉農(nóng)

(1. 江蘇大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 江蘇 鎮(zhèn)江 212013;2. 鎮(zhèn)江市寶偃工程機(jī)械有限公司, 江蘇 鎮(zhèn)江 212010)

截齒是裝配在采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)和路面銑刨機(jī)等采掘類(lèi)工程機(jī)械上的關(guān)鍵零部件,屬于易損部件[1-4],其性能優(yōu)劣直接影響礦山采掘、路面修整、隧道開(kāi)鑿等工程的生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益。截齒形狀如圖1所示,截齒尖為硬質(zhì)合金,通過(guò)釬焊與截齒體緊密連接,截齒體常用42CrMo等中碳合金鋼制造;齒柄通過(guò)彈性卡套和耐磨墊片整體裝配到銑刨鼓的截齒座上,耐磨墊片用65Mn等彈簧鋼制備,輔以鍍鋅工藝。在服役過(guò)程中,截齒直接與煤層、泥沙、巖石和水泥等接觸,進(jìn)行破鑿、銑削作業(yè),承受周期性的沖擊、剪切和擠壓等作用力,服役環(huán)境極其惡劣,因此,要求截齒尖具備高硬度和高耐磨性,齒頭具備高耐磨性,齒柄具備良好的沖擊性能[5-6]。截齒的主要失效形式有3種,硬質(zhì)合金齒尖脫落、截齒體彎曲或折斷以及磨損[7-8]。

圖1 試驗(yàn)用42CrMo鋼截齒的尺寸Fig.1 Dimensions of the tested 42CrMo steel pick

近年來(lái),隨著我國(guó)煤炭礦業(yè)、隧道掘進(jìn)和交通建設(shè)等領(lǐng)域的迅速發(fā)展,市場(chǎng)對(duì)截齒的需求量及質(zhì)量要求不斷提高。為延長(zhǎng)截齒使用壽命,諸多學(xué)者對(duì)截齒材料的熱處理工藝展開(kāi)了一系列研究[9-14]。汪旭超等[15]利用碳、硼復(fù)合滲提高了40CrNiMo鋼截齒齒體的耐磨性;王永剛[5]采用“零保溫”淬火工藝使截齒達(dá)到了外硬內(nèi)韌的效果;李威等[16]研究了35CrMnSi鋼截齒的等溫淬火工藝;陳俊丹等[17]研究了回火溫度對(duì)42CrMo鋼沖擊性能的影響;文超等[18]研究了在較低溫度下,等溫淬火和回火對(duì)42CrMo鋼性能的影響;席志偉等[19]研究了不同預(yù)備熱處理對(duì)亞溫淬火-回火后42CrMo鋼性能的影響。目前大多數(shù)國(guó)產(chǎn)截齒的性能已經(jīng)得到大幅提升,具備了很好的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),但是用于水泥路面等硬基材破鑿的截齒還與國(guó)外維特根(Wirtgen)、肯納金屬(Kennametal)等公司產(chǎn)品存在差距。

本文以42CrMo鋼截齒零部件為實(shí)測(cè)試樣,基于下貝氏體(LB)和馬氏體(M)復(fù)相強(qiáng)化的理論基礎(chǔ)對(duì)截齒進(jìn)行了多種復(fù)相熱處理,并基于感應(yīng)加熱的思路對(duì)截齒開(kāi)展了局部感應(yīng)淬火研究,分析了熱處理工藝對(duì)截齒的微觀組織、硬度、沖擊吸收能量以及斷口形貌的影響。

1 試驗(yàn)材料及方法

本文所用試樣為熱鍛后、釬焊前的42CrMo鋼截齒齒體,其尺寸如圖1所示。采用M5000型直讀光譜儀測(cè)定其成分,如表1所示。

表1 42CrMo鋼的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)Table 1 Chemical composition of the 42CrMo steel (mass fraction, %)

試驗(yàn)鋼采用5種熱處理工藝曲線及流程圖,如圖2所示。圖2(a)為淬火+低溫回火,簡(jiǎn)稱(chēng)Q-T工藝;圖2(b)為等溫淬火+淬火+碳分配+回火工藝,簡(jiǎn)稱(chēng)A-Q-P-T工藝;圖2(c)為等溫淬火+淬火+回火工藝,簡(jiǎn)稱(chēng)A-Q-T工藝;圖2(d)采用快速水冷至等溫淬火溫度+水淬+回火,簡(jiǎn)稱(chēng)QC-A-Q-T工藝。這4種工藝都是進(jìn)行整體的熱處理,采用SXL-1200型箱式爐進(jìn)行加熱,試樣涂覆防氧化涂料減少氧化脫碳;等溫淬火和碳分配都是在恒溫硝鹽池中進(jìn)行的,硝鹽由55%KNO3+45%NaNO2混合而成;圖2(e)為局部感應(yīng)淬火工藝,先采用網(wǎng)帶爐對(duì)截齒整體進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理(Q&T),工藝參數(shù)為860 ℃×60 min+540 ℃×4 h,油淬,接著對(duì)齒頭部位進(jìn)行感應(yīng)透熱淬火,采用工頻感應(yīng)加熱,感應(yīng)淬火參數(shù)為頻率27.5 Hz,功率64 kW,加熱9.5 s,噴液14 s,最后對(duì)截齒整體進(jìn)行160 ℃×4 h的回火處理。

圖2 熱處理工藝曲線(a)Q-T;(b)A-Q-P-T;(c)A-Q-T;(d)QC-A-Q-T;(e)感應(yīng)淬火Fig.2 Heat treatment process curves(a) Q-T; (b) A-Q-P-T; (c) A-Q-T; (d) QC-A-Q-T; (e) induction quenching

采用Leica DMi8型金相顯微鏡和Phenom XL型掃描電鏡(SEM)觀察試樣的微觀組織,腐蝕劑為4vol%的硝酸酒精溶液。采用HRS-150型洛氏硬度計(jì)按GB/T 230.1—2018《金屬材料 洛氏硬度試驗(yàn) 第1部分:試驗(yàn)方法》測(cè)量試樣的硬度,在截齒中心縱截面上的硬度測(cè)試取點(diǎn)位置如圖3所示。采用NI 300型金屬擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)按GB/T 229—2020《金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法》進(jìn)行夏比V型缺口沖擊試驗(yàn),取樣方式按MTT 246—2006《采掘機(jī)械用截齒》進(jìn)行。采用D8 Advance型X射線衍射儀,參照YB/T 5338—2019《鋼中奧氏體定量測(cè)定 X射線衍射儀法》檢測(cè)試樣中的殘留奧氏體(RA)含量。

圖3 截齒中心縱截面上的硬度測(cè)試取點(diǎn)示意圖Fig.3 Schematic diagram of location of hardness test points on central longitudinal section of the pick

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 硬度

如圖3所示,每個(gè)豎列的3個(gè)硬度測(cè)試點(diǎn)是為了表征表面和心部的硬度差異,直徑越大的位置,表面和心部硬度差別越大。經(jīng)過(guò)測(cè)量,在直徑最大的位置⑦、⑧、⑨一組的硬度差異最大,對(duì)于整體熱處理的4組試樣而言,該位置硬度差異最大為2.7 HRC,最小為0.5 HRC;感應(yīng)淬火一組的感應(yīng)淬火區(qū)域?yàn)闄M向②到⑧的位置,由于采用了較低的感應(yīng)加熱頻率,所以豎向硬度差異最大僅為3 HRC?？傮w來(lái)看,因?yàn)榻佚X零部件尺寸不大,42CrMo鋼是中淬透性鋼,截齒在淬火過(guò)程中可以完全淬透,因此熱處理后截齒試樣表面與心部硬度差別不大。

為進(jìn)一步比較各種熱處理工藝處理后截齒試樣硬度的差別以及截齒試樣沿中心軸線處從齒頭到齒柄的硬度變化情況,取圖3中心軸線處的硬度數(shù)據(jù)(圖3中序號(hào)為②、⑤、⑧、、和位置處的硬度值),并與試驗(yàn)測(cè)得的肯納金屬和維特根生產(chǎn)的截齒硬度作對(duì)比,如圖4所示。從截齒頭部硬度來(lái)看,感應(yīng)淬火后的試樣硬度最高,其余工藝的硬度從高到低排序?yàn)镼-T、QC-A-Q-T、A-Q-T和A-Q-P-T,其中,A-Q-T和A-Q-P-T處理后的截齒整體硬度十分相近,說(shuō)明碳分配的作用不明顯;維特根的齒頭硬度低于Q-T工藝。從軸向硬度變化趨勢(shì)來(lái)看,只有局部感應(yīng)淬火工藝、肯納金屬和維特根的截齒從齒頭到齒柄的硬度變化很大,都是齒頭硬度較高、齒柄硬度較低。從服役的角度來(lái)分析,齒頭到齒柄的硬度應(yīng)呈現(xiàn)從高到低的變化,這有利于齒頭承受劇烈摩擦,齒柄承受沖擊載荷,可以極大提高使用壽命。

圖4 熱處理工藝對(duì)42CrMo鋼截齒硬度的影響Fig.4 Effect of heat treatment process on hardness of the 42CrMo steel picks

2.2 微觀組織

硬度差異的根本原因在于微觀組織的變化,如圖5所示,熱處理之后的截齒金相圖顯示出很多組織差異。Q-T工藝處理后的試樣組織為回火馬氏體(M′),如圖5(a)所示。42CrMo鋼為中碳合金結(jié)構(gòu)鋼,截齒齒體橫截面面積最大處直徑為φ35 mm,可以保證淬透性,淬火后截齒顯微組織為位錯(cuò)型板條M,為保證硬度,采用低溫回火,回火過(guò)程中M分解,析出?-碳化物,組織轉(zhuǎn)變?yōu)镸′,但仍保留著板條狀M的原始形貌。

圖5 熱處理工藝對(duì)42CrMo鋼截齒微觀組織的影響(a)Q-T;(b)A-Q-P-T;(c)A-Q-T;(d)QC-A-Q-T;(e)局部感應(yīng)淬火工藝-齒頭;(f)局部感應(yīng)淬火工藝-齒柄Fig.5 Effect of heat treatment process on microstructure of the 42CrMo steel picks(a) Q-T; (b) A-Q-P-T; (c) A-Q-T; (d) QC-A-Q-T; (e) local induction quenching-pick head; (f) local induction quenching-pick handle

A-Q-P-T工藝處理后的試樣組織為M′+LB+RA,如圖5(b)所示。340 ℃短時(shí)等溫,可獲得10%左右的LB,同時(shí)可減小熱應(yīng)力[20],之后再在170 ℃鹽浴爐中等溫,使得剩余過(guò)冷A轉(zhuǎn)變?yōu)榘鍡lM,并進(jìn)行碳分配,目的是讓過(guò)飽和α-Fe中的碳原子擴(kuò)散至RA中,從而提高RA的室溫穩(wěn)定性[21-24],最后試樣在170 ℃回火2 h后,進(jìn)一步穩(wěn)定RA并去除應(yīng)力,而LB形貌無(wú)明顯變化,故最終組織為M′+LB+少量RA。在金相圖中,LB呈暗黑色細(xì)針狀形貌,尺寸不一,與周?chē)鶰′位向不同。等溫淬火過(guò)程中先形成的LB分割了初始A晶粒,減小了隨后形成的M的領(lǐng)域尺寸,使得隨后生成的M板條細(xì)小,相當(dāng)于細(xì)化晶粒的作用。此外,在金相圖中僅觀察到少量的RA,說(shuō)明A-Q-P-T工藝處理后的截齒微觀組織中RA含量很少。

A-Q-T工藝處理后的試樣組織為M′+LB+RA,如圖5(c)所示。與A-Q-P-T處理后的試樣相比,金相無(wú)明顯區(qū)別。鋼淬火后RA的數(shù)量主要取決于A的化學(xué)成分,42CrMo鋼是中碳鋼,且合金含量較低,淬火后RA含量很少,所以對(duì)A-Q-T工藝,即使A-Q-P-T工藝增加了碳分配工序,由于該材料本身淬透性好,并且Si含量較低,所以碳分配效果不明顯,最終截齒微觀組織中的RA含量變化并不大。

QC-A-Q-T工藝處理后的試樣組織為M′+LB+RA,如圖5(d)所示。與A-Q-T工藝處理后的試樣組織(見(jiàn)圖5(c))相比,QC-A-Q-T工藝處理后試樣組織中的晶粒更加細(xì)小均勻,M板條束變窄,M板條長(zhǎng)度變短,厚度變薄,因?yàn)镼C-A-Q-T工藝在860 ℃→340 ℃溫度區(qū)間采用水冷,提高了冷卻速度,增大了形核數(shù)量,使晶粒得到了細(xì)化。

局部感應(yīng)淬火工藝處理的截齒試樣,因?yàn)辇X頭和齒柄所采用的熱處理方式不同,所以?xún)蓚€(gè)部位得到的微觀組織不同,齒頭組織為M′,如圖5(e)所示,齒柄組織為回火索氏體(S′),如圖5(f)所示。齒頭是在調(diào)質(zhì)處理后進(jìn)行了局部感應(yīng)淬火和整體回火,與其他工藝處理后的試樣組織(見(jiàn)圖5(a～c))相比,其齒頭的微觀組織中的M′板條更加細(xì)小均勻,因?yàn)楦袘?yīng)淬火加熱速度快、時(shí)間短,原A晶粒不易長(zhǎng)大。齒柄是在調(diào)質(zhì)處理后未進(jìn)行感應(yīng)淬火,只進(jìn)行了低溫回火,最終得到的組織為S′。

利用SEM進(jìn)一步對(duì)試樣的微觀組織進(jìn)行表征,結(jié)果如圖6所示。由圖6(a)可以觀察到明顯的原A晶界,若干近似于平行分布的粗大M板條由原A晶界不斷向晶內(nèi)生長(zhǎng),最后原A晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)槿舾晌幌虿煌腗板條束,回火后,M分解形成M′,回火過(guò)程中析出的碳化物彌散分布于M塊上,絕大部分組織仍保持著原M板條狀形貌。

圖6 42CrMo鋼截齒經(jīng)不同熱處理后的SEM圖(a)Q-T;(b)A-Q-P-T;(c)A-Q-T;(d)QC-A-Q-T;(e)局部感應(yīng)淬火工藝-齒頭;(f)局部感應(yīng)淬火工藝-齒柄Fig.6 SEM images of the 42CrMo steel picks after different heat treatments(a) Q-T; (b) A-Q-P-T; (c) A-Q-T; (d) QC-A-Q-T; (e) local induction quenching-pick head; (f) local induction quenching-pick handle

觀察圖6(b～d),均可以看到少量島嶼狀或塊狀的M/RA,但面積占比都很小,無(wú)明顯差別;還可以觀察到極少數(shù)白亮色的長(zhǎng)條狀和薄膜狀的RA。此外,在圖6(b～d)中均可觀察到分布不均勻的針片狀LB,其與周?chē)鶰板條的位向差別很大,且LB的F(鐵素體)條長(zhǎng)短與寬窄不一致,一些F條很寬的LB已近似于板塊狀,并且在LB的F基體上成行地分布著細(xì)微的短棒狀或顆粒狀碳化物,與F長(zhǎng)軸成50°～60°。從圖6(d)中還可以看到個(gè)別LB沿原A晶界向晶內(nèi)生長(zhǎng),將原A領(lǐng)域分割,使得后續(xù)淬火過(guò)程中生成的M束只能在被分割后的領(lǐng)域內(nèi)生長(zhǎng),最終形成更細(xì)小的M組織。比較圖6(a～d),可以發(fā)現(xiàn)圖6(d)中的LB和M板條尺寸均小于其他三者,這與圖5的分析一致,這是由于QC-A-Q-T工藝在高溫區(qū)域冷卻時(shí)冷卻速度更快所導(dǎo)致的。

圖6(e,f)是局部感應(yīng)淬火工藝處理后截齒齒頭和齒柄的SEM圖?？梢钥吹?圖6(e)中有細(xì)小的M′板條束,且在M′板條間存在塊狀和島嶼狀的RA。圖6(f)是齒柄在調(diào)質(zhì)處理后得到的S′,可以看到,在淬火過(guò)程中形成的M板條在高溫回火后已基本合并,M板條位向與形貌消失,在F基體上可以看到大量彌散分布的粒狀碳化物,RA也已經(jīng)完成分解,島狀形貌消失。

為檢測(cè)各種試樣中RA的具體含量,對(duì)試樣進(jìn)行了XRD測(cè)試,結(jié)果如圖7所示,可以看到,衍射峰都是α-Fe的衍射峰,并未檢測(cè)到γ-Fe的衍射峰,說(shuō)明不同工藝處理后的試樣中RA的體積分?jǐn)?shù)都很小,小于XRD測(cè)量RA的最低含量極限3vol%,這與金相圖和SEM圖觀察分析結(jié)果相吻合,因?yàn)?2CrMo鋼碳含量不高,淬透性較好,所以RA的含量極低。

圖7 不同工藝熱處理后試驗(yàn)鋼的XRD圖譜Fig.7 XRD patterns of the tested steel after different heat treatments

2.3 沖擊吸收能量

熱處理工藝對(duì)截齒沖擊吸收能量的影響如圖8所示?？梢钥闯?局部感應(yīng)淬火處理的截齒沖擊吸收能量最高,為43.1 J,其次是QC-A-Q-T工藝,為22.6 J,大小約為局部感應(yīng)淬火試樣的一半,之后,從高到低依次是A-Q-P-T、A-Q-T和Q-T,Q-T的KV2值最低,僅為13.7 J。

圖8 熱處理工藝對(duì)42CrMo鋼沖擊吸收能量的影響Fig.8 Effect of heat treatment process on impact absorbed energy of the 42CrMo steel

綜合圖5、圖6分析,可以解釋圖8所示的不同熱處理后截齒試樣的沖擊吸收能量存在差異的原因。局部感應(yīng)淬火工藝沖擊性能最好是因?yàn)槠錄_擊試樣V型缺口的位置在截齒橫截面面積變化處,即齒頭與齒柄交界處,此處為S′(回火索氏體)組織,晶粒尺寸細(xì)小均勻,碳化物彌散分布,綜合力學(xué)性能非常好,因此沖擊性能最好。其余所有工藝熱處理前的預(yù)備組織均為退火態(tài),與調(diào)質(zhì)相比具有先天不足的缺點(diǎn)。在這些工藝中,復(fù)相工藝顯示出比Q-T工藝更好的沖擊性能,具體原因如下,首先,是前文提到的LB/M的細(xì)化晶粒作用;其次,LB塑性較好,在受到外力作用時(shí),均勻分布于強(qiáng)硬M基體上的塑韌性LB相可通過(guò)塑性變形,有效地緩和裂紋尖端的三向應(yīng)力集中,使得裂紋擴(kuò)展速度減慢[25]。最后,LB/M復(fù)相組織中LB的存在,使得相界面增多,塑性變形時(shí),應(yīng)力集中小且分散,屈服強(qiáng)度高。此外,不規(guī)則分布的LB與M板條之間呈大角度晶界,裂紋通過(guò)LB/M相界時(shí)將發(fā)生更大的偏轉(zhuǎn),使裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展時(shí)經(jīng)過(guò)的路程更長(zhǎng),裂紋擴(kuò)展及材料斷裂時(shí)消耗的能量更多,最終使得裂紋擴(kuò)展速度減慢,甚至停止[26-27]。

在復(fù)相工藝?yán)?A-Q-P-T工藝和A-Q-T工藝處理后的截齒沖擊吸收能量均低于QC-A-Q-T工藝處理后的。雖然這兩種工藝處理后截齒的微觀組織同樣是LB/M復(fù)相組織,同樣還含有少量RA,但與QC-A-Q-T工藝相比,這兩種工藝從860 ℃到340 ℃采用硝鹽冷卻,冷卻速度略小,導(dǎo)致晶粒尺寸略大,因此最終試樣的沖擊吸收能量都略小于QC-A-Q-T工藝處理后的。常規(guī)Q-T工藝處理后試樣的微觀組織為粗大M′組織,沖擊吸收能量最低。

2.4 沖擊斷口形貌

不同工藝熱處理后截齒試樣的宏觀和微觀沖擊斷口形貌如圖9和圖10所示。

圖9 不同工藝熱處理后42CrMo鋼截齒的沖擊斷口宏觀形貌(a)Q-T;(b)A-Q-P-T;(c)A-Q-T;(d)QC-A-Q-T;(e)局部感應(yīng)淬火Fig.9 Macromorphologies of impact fracture of the 42CrMo steel picks after different heat treatments(a) Q-T; (b) A-Q-P-T; (c) A-Q-T; (d) QC-A-Q-T; (e) local induction quenching

圖10 不同工藝熱處理后42CrMo鋼截齒的沖擊斷口微觀形貌(a)Q-T;(b)A-Q-P-T;(c)A-Q-T;(d)QC-A-Q-T;(e)局部感應(yīng)淬火Fig.10 Micromorphologies of impact fracture of the 42CrMo steel picks after different heat treatments(a) Q-T; (b) A-Q-P-T; (c) A-Q-T; (d) QC-A-Q-T; (e) local induction quenching

Q-T試樣的宏觀斷口形貌(見(jiàn)圖9(a))平滑光亮,左右兩側(cè)的剪切唇面積最小,其微觀形貌(見(jiàn)圖10(a))可以觀察到河流花樣和成扇狀的沿晶斷面和穿晶刻面,還存在一些孔隙,撕裂棱非常少,呈現(xiàn)出脆性較大的斷口形貌,這與上文Q-T試樣的微觀組織與沖擊吸收能量相符,該工藝為全M′組織,韌性較差。

A-Q-P-T試樣的宏觀斷口形貌如圖9(b)所示,可以看到其左右兩側(cè)的剪切唇面積大于Q-T試樣,且出現(xiàn)了溝壑狀形貌。其微觀形貌(見(jiàn)圖10(b))呈現(xiàn)出準(zhǔn)解理斷裂的特征,同時(shí)存在解理刻面和圍繞在解理刻面周?chē)乃毫牙?前者屬于脆斷形貌,后者屬于韌性斷裂形貌。

A-Q-T試樣的宏觀和微觀斷口形貌分別如圖9(c)和圖10(c)所示,可以看到其宏觀形貌與微觀形貌均與A-Q-P-T試樣的相近,都存在解理刻面和撕裂棱,屬于準(zhǔn)解理斷裂,所以?xún)烧邲_擊吸收能量大小相近。

觀察QC-A-Q-T試樣的斷口形貌,從圖9(d)中可以看到,其宏觀形貌(大片黑色為沾污區(qū)域)與A-Q-T和A-Q-P-T試樣的相近,左右兩側(cè)的剪切唇面積大于Q-T試樣的,存在溝壑狀形貌,此外,在QC-A-Q-T試樣的宏觀斷口形貌中,遠(yuǎn)離V型缺口的一端可以看到呈“S”形起伏的臺(tái)階狀形貌。其微觀形貌雖然同樣存在解理刻面和撕裂棱,屬于準(zhǔn)解理斷裂,但從其微觀形貌(見(jiàn)圖10(d))中可以看到明顯多于A-Q-T與A-Q-P-T試樣的韌窩數(shù)量,且存在較大、較深的韌窩,部分大韌窩底部還存在小韌窩,韌窩是韌性斷裂的主要特征。這與上文的微觀組織與沖擊吸收能量相吻合,LB/M復(fù)相強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化使得QC-A-Q-T試樣的沖擊吸收能量高于A-Q-P-T與A-Q-T試樣。

與前面4種工藝相比,局部感應(yīng)淬火后試樣的宏觀斷口形貌(見(jiàn)圖9(e))中左右兩側(cè)的剪切唇面積最大,斷口表面顏色更暗,表面更粗糙,其微觀形貌(見(jiàn)圖10(e))顯示斷口大部分為尺寸較小的等軸韌窩,少數(shù)呈拋物狀拉長(zhǎng)韌窩,是典型的韌性斷裂特征。

3 結(jié)論

首先,LB/M的復(fù)相熱處理工藝展現(xiàn)出比常規(guī)Q-T工藝更好的沖擊性能,多相產(chǎn)生的細(xì)晶強(qiáng)化以及LB優(yōu)良的綜合力學(xué)性能是其主要機(jī)理。

其次,在調(diào)質(zhì)的基礎(chǔ)上,采用對(duì)齒頭局部感應(yīng)淬火的工藝,使得截齒齒頭硬度最高(55.8 HRC)的同時(shí),受力面處的沖擊性能最好(43.1 J)。這得益于截齒受力面處S′良好的綜合力學(xué)性能,以及齒頭感應(yīng)淬火工藝的晶粒不易長(zhǎng)大、硬度高、脫碳傾向小等優(yōu)點(diǎn)。整體而言,局部感應(yīng)淬火工藝處理的截齒具有齒頭硬度高,齒柄韌性好的特點(diǎn)。該工藝產(chǎn)生的軸向硬度分布與維特根和肯納金屬的同類(lèi)產(chǎn)品最為接近,有利于延長(zhǎng)服役壽命。

綜上,熱處理是截齒這種關(guān)鍵零部件制造工藝的核心,本文在這方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及理論分析,對(duì)高品質(zhì)截齒的工業(yè)化生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。