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            最新公告:

            合金結構鋼

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            17CrNiMo6齒輪鋼


            17CrNiMo6 是德國 DIN 17210-(86)標準的鋼號

            化學成分

            硫(S):≤0.035,

            磷(P):≤0.035,
            ,鉻(Cr):1.50-1.80,
            鎳(Ni):1.40-1.70,

            鉬(Mo):0.25-0.35,

            分析及防止措施

            1 前言

            1997年,某廠在為馬鋼棒材軋機配套生產初、中軋機減速機過程中,材質為17CrNiMo6鋼的齒輪在滲碳處理緩冷產生裂紋,

            為了找出裂紋發生的原因,我們在中科院專家的指導和幫助下進行了分析探討。

            2 產生緩冷裂紋的原因

            產生裂紋的原因主要是滲層在冷卻過程中產生不均勻相變造成的。滲層中存在大塊滲碳體和連續的網狀碳化物,滲層的金相組織為三層,

            最外層為下貝氏體和網狀碳化物;中層為淬火馬氏體、下貝氏體和網狀碳化物;第三層為下貝氏體加鐵素體,由表及里的硬度檢查見下表。

            檢查部位 滲碳層 母材
            外表層 中間層 過渡層
            硬度(HL) 420.433.458 513.501.479 492.479.414 318.337.307
            相變受下述因素影響:

            由于碳在鐵素體中的溶解度較。ㄗ罡呒s為0.025%),而在奧氏體狀態下,滲碳溫度越高,碳在其中的擴散系數越大,既滲碳速度越大。

            但溫度不宜過高,否則滲碳設備使用壽命顯著下降或損壞,而且溫度過高時間過長會造成滲層組織粗大,碳化物級別超差等缺陷。

            通常生產實際中采用900℃、930℃滲碳。

            緩冷裂紋與滲碳時的碳勢有關。

            在滲碳初期,由于工件表面窮碳,接受活性碳原子的能力很強,滲碳速度較快,此時爐內碳勢較低,需要向爐內通過大量的滲劑,

            以維持爐內的碳勢,具體還與裝爐量有關,此時如果不能及時補充滲劑,可能造成滲碳時間過長,碳濃度分布曲線下凹等缺陷,

            但也不能過強,否則可能出現大量網狀碳化物而無法消除。

            當工件表面含碳量不斷升高,碳勢不斷建立的情況下,應逐步減少滲劑的加入,滲碳進入擴散階段,如果此時仍保持大劑量的滲劑,

            就要形成表面網狀碳化物,使滲層的強度下降,脆性增加,尤其是抗拉強度的下降,對防止出現緩冷裂紋相當不利。

            2.3 滲碳時間的影響

            當滲碳溫度、碳勢確定以后,滲碳時間主要取決于有效硬化層深度,滲碳時間越長,硬化層越深,反之越淺。對于17NiCrMo6

            鋼硬化層在10-15μm的工件,如果擴散期控制不好,時間過短,有可能造成滲層碳濃度分布曲線過陡,在以后的緩冷過程中,形成緩冷裂紋。

            2.4 緩冷速度的影響

            緩冷一般是在冷卻井中進行的,其冷卻速度應比空冷更加緩慢,以便盡可能得到較平衡的組織。如果由于某種原因,

            使緩冷速度相當于空冷速度,結果就要出現緩冷裂紋。分析結果也表明,當滲碳層表面的含碳量達到共析成分以上時,

            滲層的淬透性不完全相同,在特定的緩冷速度下,發生不均勻相變,中間層的馬氏體比容較大,使表面受拉應力,

            由于表層有惡化,承受不了大的拉力而開裂。

            3 防止緩冷裂紋措施

            通過上述分析可知,產生緩冷裂紋的條件一是滲層中存在著大量的塊狀及網狀碳化物,使之性能惡化;二是滲層中發生不均勻相變。

            預防措施是:首先要避免滲層中產生大量網狀碳化物。對于17CrNiMo6這種含Cr、Mo強碳化物形成元素的鋼,滲碳碳勢不能過高,

            尤其是到了擴散期,一定要把碳勢降到0.9%C左右,并保持一定的時間,防止產生碳化物。另外,要避免中間層產生馬氏體。緩冷

            效果比較好時,一般組織比較平衡,沒有不均勻相變,但由于冷卻井內比較潮濕,水分較大,使冷卻速度提高而產生裂紋。如果冬

            天環境溫度比較低,工件裝爐量少,雖然是在冷卻井中,冷卻速度仍很快,也容易產生緩冷裂紋。

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