熱處理制度對(duì)T10鋼組織和硬度的影響實(shí)驗(yàn)

1、熱處理制度對(duì)T10鋼組織和硬度的影響實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 論述 T10鋼球化退火和780淬火后的組織和硬度。2. 探索了改變?cè)冀M織和熱處理工藝（淬火溫度）對(duì)其的影響。二、概 述T10鋼是一種最常用的工模具鋼，熱處理后要求有高的硬度 5965HRC、強(qiáng)度、耐磨性及適當(dāng)?shù)捻g性等；T10鋼ACm為800，通常采用球化退火、Ac1+(3050)淬火及170200回火的傳統(tǒng)熱處理工藝。通常認(rèn)為這可使鋼獲得具有最佳配合的強(qiáng)度和韌性。一些工廠的生產(chǎn)實(shí)踐表明，T10鋼制冷變形模具使用壽命較低，易出現(xiàn)壁裂、崩刃和折斷等，以致過(guò)早報(bào)廢。為此，我們探索改進(jìn)T10鋼的熱處理工藝。三、實(shí)驗(yàn)步驟二 實(shí)驗(yàn)過(guò)程1.試驗(yàn)方法

2、試驗(yàn)用T10鋼的成分見表1。選用粒狀珠光體及片狀珠光體兩種原始組織，前者試樣僅用780傳統(tǒng)工藝淬火，而后者試樣則用740、780、840、900四種淬火溫度，隨后進(jìn)行機(jī)械性能檢測(cè)試驗(yàn)。表1 T10鋼的化學(xué)成分成分CSiMnPS含量1.026 %0.22%0.22%0.21%0.15%2.試樣的熱處理2.1預(yù)備熱處理2.2.1正火 T10鋼的ACm為800，正火溫度約為ACm +3050，故取840。用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算加熱時(shí)間： 公式中T加熱時(shí)間，min； a加熱時(shí)間系數(shù)，min/mm，（碳鋼取0.81.2 min·mm-1）； K裝爐修正系數(shù)； D工件有效厚度，mm。正火工藝參數(shù)見表

3、2，工藝曲線見圖1。表2 正火工藝參數(shù)工藝正火參數(shù) 加熱溫度/保溫時(shí)間/min冷卻方式正火爐84040空冷箱式爐 溫度T/840550時(shí)間t/min圖1 正火工藝曲線正火后組織圖見圖2圖2 正火后組織（×400）2.1.2球化退火T10鋼鍛坯經(jīng)10kw箱式電爐等溫球化退火，在770 保溫2 h，再冷到680，保溫4小時(shí)，出爐空冷。機(jī)械加工后的機(jī)械性能、淬透性及金相試樣，一部分按傳統(tǒng)工藝熱處理，以作對(duì)比。球化退火工藝參數(shù)見表2。球化退火工藝曲線見圖3。溫度T/2h7704h680時(shí)間t/min圖3球化退火工藝曲線球化退火后組織如圖4所示圖4 等溫球化退火后組織（×400）2.

4、2最終熱處理所有試樣在箱式爐內(nèi)進(jìn)行最后熱處理，等溫球化退火試樣淬火加熱780，正火試樣淬火加熱分別為740、780、840、900保溫，用水淬火，200回火，然后磨加工到規(guī)定尺寸。每種工藝每個(gè)試驗(yàn)都取4個(gè)試樣的平均值。最終熱處理工藝參數(shù)見表3。用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算淬火加熱時(shí)間： 公式中 T加熱時(shí)間，min； a加熱時(shí)間系數(shù)，min/mm；碳鋼取0.81.2 min·mm-1 K裝爐修正系數(shù)； D工件有效厚度，mm。表3 T10鋼最終熱處理工藝規(guī)范序號(hào)原始組織淬火加熱溫度/時(shí)間/min冷卻介質(zhì)淬火爐1片狀珠光體74030水箱式爐2780384049005粒狀珠光體780片狀珠光體在淬火后

5、組織如圖圖5740淬火（×400）780淬火（×400）840淬火（×400）900淬火（×400）圖5 片狀珠光體在淬火后組織粒狀珠光體淬火后組織如圖6780淬火（×400）圖 6 粒狀珠光體淬火后組織3.性能試驗(yàn)方法 檢測(cè)各零件的硬度及觀察各個(gè)顯微組織，在HR150A型洛氏硬度計(jì)上測(cè)定其硬度值，在XJL02 型金相顯微鏡上拍攝顯微組織照片及測(cè)晶粒度。其它機(jī)械性能試樣斷后也進(jìn)行顯微組織觀察，并測(cè)了試樣心部硬度。淬火后硬度、晶粒度和組織檢測(cè)結(jié)果見表5。序號(hào)原 始組 織熱處理規(guī)范硬度（HRC）金相組織1P片740淬火51細(xì)針狀M+細(xì)板條M+Ar+

6、碳化物2780淬火52細(xì)針狀M+細(xì)板條M+Ar+碳化物3840淬火53針狀M+Ar4900淬火50針狀M+ Ar5P粒等溫球化+780淬火52.5針狀M +Ar三 結(jié)果分析1 組織分析 改變T10鋼原始組織及奧氏體化溫度,導(dǎo)致了馬氏體組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。（1） 當(dāng)原始組織為片狀珠光體時(shí),在740、780加熱未完全奧氏體化，奧氏體含碳量不高，得到細(xì)針狀、細(xì)小板條狀馬氏體；在840、900淬火后，碳完全融入奧氏體中，得到針狀馬氏體,且由于溫度升高，得到的組織較740、780淬火后組織粗大；900在淬火時(shí)，溫度過(guò)高，奧氏體晶粒粗大，晶界過(guò)熱，所以淬火后晶粒更加粗大，晶界出現(xiàn)弱化現(xiàn)象，如圖 5。（2） 當(dāng)原始組織為粒狀珠光體時(shí),780淬火后的馬氏體形態(tài)為針狀馬氏體，其組織較均勻，如圖6。4.2硬度分析 奧氏體化溫度升高，奧氏體中碳含量增加，使硬度值有所增加，故740、780、840的硬度逐漸增加 ；900加熱，Ar晶粒粗大淬火后得到組織硬度反而降低。四 結(jié) 論 綜上所述，與傳統(tǒng)球化退火工藝相比，片狀珠光體淬火得到的組織硬度與其不同，在