17CrNiMo6钢齿轮成品淬硬层深与渗碳层深探讨

2014-12-14唐富生

金属加工(热加工) 2014年15期

唐富生

新型合金齿轮渗碳钢17CrNiMo6钢的应用越来越广，但是其许多基本性能如工艺特性资料缺乏。本文结合生产实际需要，对某外协厂家17CrNiMo6 钢的热处理工艺渗碳层深确定进行研究，为合金齿轮渗碳热处理冷热工艺衔接和渗碳层深确定提供理论参考。

1.试验用材料及方法

（1）材料选用的材料为17CrNiMo6 钢，其主要化学成分见表1。4种典型零件参数及要求见表2，其他要求表面含碳量0.75%～0.95%，碳化物最大长度为0.02μm，不允许有连续或半连续碳化物，非马氏体组织≤25μm，晶粒度5级，有效硬化层深度下降0.1mm，硬度下降应小于35HV。

（2）试验及检测设备 Aichelin5/3型多用炉，有效尺寸900mm×1500mm×1050mm，最高工作温度950℃，加热功率255kW，最大装炉量1500kg；金相显微镜及显微硬度计。

（3）试验工艺采用渗碳后直接淬火工艺，①和②、③和④同炉，金相检测试样采用在实物零件上切割的同模数的齿块试样，工艺曲线如图1a、1b所示，强渗碳势为1.05%～1.1%，扩散碳势为0.65%～0.75%，热处理过程采用计算机在线控制，炉温均匀度为±5℃，碳势均匀性为±0.02%。渗碳淬火后进行两次150℃回火处理。

2.试验工艺结果与讨论

（1）试样检测结果组织形态：①和②号零件的m5齿块试样，③和④号零件的m7齿块试样的金相显微组织分别如图2a、2b所示，组织均为隐针马氏体+少量铁素体+少量残留奥氏体。

17CrNiMo6 钢中由于合金元素Cr、Ni、Mo 的存在，大大提高了钢的淬透性，因此其渗碳淬火、回火后心部几乎能完全转变为低碳马氏体，且Cr、Mo 为碳化物形成元素，使其淬火加热时奥氏体晶粒不易长大粗化，因此，该钢渗碳后经820℃淬火、150℃回火后，渗层能够得到细小针状的马氏体组织+少量残留奥氏体，而心部得到低碳马氏体组织。