基本信息
- 项目名称：
- 20CrMnTi等温正火处理工艺研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文对20CrMnTi采用Ac3+30～50℃的正火加热温度范围，出炉后强制风冷，然后在560～640℃之间进行等温正火的工艺进行了系统研究。结果表明：试样的硬度值范围为170HB¬～203HB，观察金相显微组织为等轴状铁素体和珠光体；同时得到理想的适宜机械加工的硬度，完全满足机械加工及最终热处理对组织的要求，达到了节能降耗、提高生产率的目的
- 详细介绍：
- 20CrMnTi属于低合金钢，常用作渗碳齿轮钢，其预先热处理为调质，现多用等温正火工艺代替调质工艺。其现行的正火时加热温度、等温正火加热温度同为920-950℃，高于AC3以上达100℃。高温加热正火的目的是通过高温加热使奥氏体晶粒粗化，从而改善切削加工性能。20CrMnTi钢的Ac3约为825℃，按正火定义的加热温度：Ac3以上30～50℃计算，其理论正火奥氏体化加热温度为855-875℃之间。可见现行等温正火加热温度延用了普通正火加热温度，忽视了等温正火的等温冷却转变的特点。 20CrMnTi属于本质细晶粒钢，即便加热温度在920-950℃间，晶粒也不会显著粗化，再者，晶粒粗化将使材料强度下降，韧性降低。同时，采用较高的加热温度，不仅造成较大的能源消耗、氧化脱碳严重、增加切削加工余量，而且降低热处理设备的使用寿命和设备生产率。 本次试验等温正火加热温度选择在855-875℃之间，即Ac3以上30～50℃，然后在560-640℃之间进行等温冷却。替代目前广泛采用的高温加热等温正火工艺，通过调整等温冷却温度的高低，充分发挥等温正火的优势，获得所需的均匀组织及合理的硬度，达到改善切削性能及为最终热处理做组织准备的目的。由于降低了正火温度，从而实现减少能源消耗、提高生产率、延长设备使用寿命、低碳环保。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 正火冷却方式采用等温转变后，其正火加热温度是否有必要选择920～950℃，在奥氏体化温度920～950℃下加热，对组织的粗化作用有多大。本实验从等温正火所要得到的晶粒度、组织及硬度分析入手，通过对比分析现行高温加热奥氏体化等温正火工艺与低温加热奥氏体化等温正火工艺的结果，如果低温加热等温正火同样能得到合理的晶粒度及等轴F+P晶粒且硬度符合要求的话，将是本次实验的目的。
科学性、先进性及独特之处
- （1）经过研究后可以发现，等温正火加热温度在860~880℃，等温温度在560~640℃之间的工艺能够得到符合要求的显微组织。 （2）等温正火加热温度在860~880℃，等温冷却温度定在560～640℃温度区间，控制预冷速度能够得到合适的硬度值，具有良好的机加工性能。 （3）研究的低温等温正火工艺完全能够替代现行的高温等温正火工艺。 （3）在设定的温度范围内，具有很好的节能降耗效果。
应用价值和现实意义
- （1）经过研究后可以发现，等温正火加热温度在860~880℃，等温温度在560~640℃之间的工艺能够得到符合要求的显微组织。 （2）等温正火加热温度在860~880℃，等温冷却温度定在560～640℃温度区间，控制预冷速度能够得到合适的硬度值，具有良好的机加工性能。 （3）研究的低温等温正火工艺完全能够替代现行的高温等温正火工艺。 （3）在设定的温度范围内，具有很好的节能降耗效果。
学术论文摘要
- 20CrMnTi属低合金钢，常用作渗碳齿轮钢，其预先热处理为调质，现多用等温正火代替调质。现行的正火时加热温度、等温正火加热温度同为920-950℃，高于AC3以上达100℃。高温加热正火目的是通过高温加热使奥氏体晶粒粗化，改善切削加工性能。20CrMnTi钢的Ac3约为825℃，按正火定义加热温度：Ac3以上30～50℃计算，其理论正火奥氏体化加热温度为855-875℃之间。可见现行等温正火加热温度延用了普通正火加热温度，忽视了等温正火的等温冷却转变的特点。 ，晶粒粗化将使材料强度下降，韧性降低。同时，采用较高的加热温度，不仅造成较大的能源消耗、氧化脱碳严重、增加切削加工余量，而且降低热处理设备的使用寿命和设备生产率。 本试验等温正火加热温度在855-875℃之间，即Ac3以上30～50℃，然后在560-640℃之间进行等温冷却。替代目前采用的高温加热等温正火工艺，通过调整等温冷却温度的高低，充分发挥等温正火的优势，获得所需的均匀组织及合理的硬度，达到改善切削性能及为最终热处理做组织准备的目的。由于降低了正火温度，从而实现减少能源消耗、提高生产率、延长设备使用寿命、低碳环保。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 经过研究等温正火加热温度在860~880℃，等温温度在560~640℃之间的工艺能够得到符合要求的显微组织。并具有良好的机加工性能。完全能够替代现行的高温等温正火工艺、具有很好的节能降耗效果。
参考文献
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- 无
