【正文】 和 Ac3點，從而使熱處理時的退火、正火、淬火的加熱溫度有所降低。增加了奧氏體的穩(wěn)定性，降低了鋼的臨界冷卻速度，對鋼的淬透性略有增加；但它降低了鋼的馬氏體點，增加了鋼的殘余奧氏體量。對鋼的強度和硬度有所提高，但阻止晶粒長大的作用不明顯。 （ 1） 20CrMnMo 熱處理基本參數(shù) 8 表 31 臨界溫度 Ac1 Ac3 Ar1 Ar3 Ms 溫度 /℃ 710 830 620 740 ：淬透性隨淬火溫度的提高而增加，因為溫度升高，奧氏體晶粒尺寸增大，淬透性提高。 但是如果溫度過高，奧氏體晶粒過于粗大淬火后會產(chǎn)生開裂或變形。 ： 淬硬性表示鋼淬火時的硬化能力。它主要與鋼的含碳量有關(guān)，更確切的是說是它取決于淬火后馬氏體中的含碳量，馬氏體中的含碳量越高鋼的淬硬性越高。 ：淬火后變形分兩種：翹曲變形和體積變形，翹曲變形主要是加熱時工件在爐內(nèi)放置不當(dāng)或搓 火前后沒有定型處理貨冷卻不均勻做造成的，另一方面淬火前后組織不一樣引起體積變形，淬火前一般為珠光體組織，淬火后為馬氏體組織，由于兩種組織的比容不同，淬火前后講引起體積變化，從而產(chǎn)生變形，但這種變形只按比例使工件脹縮而不改變形狀。 鋼材的組織性能（硬度、強度、耐磨性、塑韌性等）與各種熱處理工藝的關(guān)系 從鐵碳合金相圖來看 , 20CrMnMo 鋼屬于亞共析鋼 , 緩慢冷卻到室溫后的組織為鐵素體 + 珠光體 。從鋼的分類來看 , 20CrMnMo 鋼屬于 高級滲碳結(jié)構(gòu) 鋼 , 可加工和熱加工性能良好， 強度 ,塑性 和韌性 都較高，過熱傾向小，無回火脆性，既可作為滲碳鋼使用，也可作為調(diào)質(zhì)鋼使用，滲碳加淬火后具有較高的抗彎強度和耐磨性，但是磨削時容易產(chǎn)生裂紋，淬火及低溫回火具有良好的綜合力學(xué)性能和低溫沖擊韌性。 20CrMnMo 鋼采用滲碳 +淬火 +低溫回火，表面可以獲得 60~65HRC的高硬度，因淬透性較高，心部具有較高的強度和韌性 20CrMnMo 的含碳量為 ％屬于低碳鋼 ,滲碳時保證了碳元素的正常滲入。鋼中合金元素為 Cr％、 Mn％、 Mo％。 Cr、 Mn 合金元素能提高鋼鐵索體的強度 ,同時提高鋼的淬透 性。 Mo 元素 提高鋼的淬透性，熱強性 。 加工中心主軸 根據(jù)使用性能要求表面耐磨 ,所以要對 20CrMnMo 鋼進(jìn)行表面滲碳處理 ,滲碳淬火后表面得到高碳馬氏體 , 具有較高的硬度和耐磨性。 9 表 32 20CrMnMo 的臨界溫度及常規(guī)熱處理工藝參數(shù) 牌 號 臨界溫度 /℃ 退火 正 火 Ac1 Ac3 Ms 溫度 /℃ 冷卻 /℃ 硬度 HBW 溫度 /℃ 冷卻 /℃ 硬度 HBW Ar1 Ar3 Mf 20CrMnMo 710 830 850~ 870 爐冷 ≤217 880~ 930 空冷 190~ 228 620 740 續(xù)表 2 淬 火 回 火 溫度 /℃ 淬火介質(zhì) 硬度 HRC 不同溫度回火后的硬度值 HRC 150℃ 200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 550℃ 600℃ 650℃ 350 油 ＞ 46 45 44 43 35 圖 33 20CrMnMo 鋼淬透性曲線 10 表 34 熱處理工藝規(guī)范 工藝名稱 退火 正 火 高溫回火 淬火 回火 加熱溫度(℃ ) 850~870 870~900 680~700 850~860 按需要定 冷卻方式 爐冷 空冷 空冷 油冷 水，空冷 硬度 ＜ 18HRC ＜ 23HRC 41~46HRC 見表 32 圖 35 滲碳后力學(xué)性能 表 36 滲碳熱處理工藝規(guī)范 滲碳 滲 碳 ／ ℃ 淬火溫度／ ℃ 淬火冷卻 ／ ℃ 回火溫度 ／ ℃ 回火冷卻 920~940 爐內(nèi)降溫至830~850 油冷 180~200 空冷 11 圖 37 鋼 的等溫轉(zhuǎn)變圖和連續(xù)冷卻轉(zhuǎn)變圖 熱處理工藝方案及工藝參數(shù)的論述 零 件的加工工藝路線及其簡單論證 論證：首先正火可以細(xì)化晶粒，使組織均勻化，消除切削加工后的組織硬化現(xiàn)象和去除內(nèi)應(yīng)力，提高低碳鋼零件的硬度，提高切削性能。接著 需要表面硬度，發(fā)揮 結(jié)構(gòu) 鋼優(yōu)越的機械性能，常將 結(jié)構(gòu) 鋼表面滲碳淬火，這樣就能得到需要的表面硬度 。 滲碳處理一般用于表面耐磨、芯部耐沖擊的重載零件，其耐磨性比調(diào)質(zhì)＋表面淬火高。經(jīng)熱處理后，表面可以獲得很高的硬度（ HRC58~62），芯部硬度低， 耐沖擊 。 查閱《熱處理工藝規(guī)范數(shù)據(jù)手冊》可以找出 20CrMnMo 鋼的鍛造工 藝的加熱溫度、始鍛溫度冷卻方式，如下表所示： 下料 回火 噴丸 校直 精加 淬火 檢驗 滲碳 機加工 正火 鍛造 成品 12 表 38 20CrMnMo 鋼的鍛造工藝圖表 項目 Ac 1(Ar1) Ac 3(Ar3) 加熱溫度 /℃ 始鍛溫度 終鍛溫度 鋼坯 710℃ (620℃ ) 830℃ (740℃ ) 920~940℃ 1200℃ 850℃ 、工藝參數(shù)及其論證 20CrMnMo 正火 870177。 10℃ 空冷 滲碳 925177。 10℃ 6h 坑 冷 重新加熱 淬火 840177。 10℃ 油冷 低溫 回火 160177。 10℃ 空冷 論證： 20CrMnMo 鋼經(jīng)熱加工后，必須經(jīng)過預(yù)備熱處理來降低硬度，消除熱加工時造成的組織缺陷，細(xì)化晶粒，改善組織，為最終熱處理做好準(zhǔn)備。對于20CrMnMo 鋼而言，正火可以細(xì)化晶粒，使組織均勻化，消除切削加工后的組織硬化現(xiàn) 象和去除內(nèi)應(yīng)力。接著進(jìn)行滲碳淬火，得到高強度，高硬度，高抗彎強度和耐磨性，滿足加工中心主軸的使用要求。 鋼經(jīng)滲碳后，僅使其表面層的含碳量提高到 %～ %，仍達(dá)不到表層高硬度和耐磨的要求，因此，滲碳后還需淬火和低溫回火，使工件表層具有高的硬變和耐磨性。滲碳目的是提高工件表面碳濃度 ,以便淬火后達(dá)到提高表面硬度和耐磨性的目的 。 滲碳后淬火加低溫回火是達(dá)到表層高硬度的熱處理方式 ,淬火后低溫回火 ,表層得到回火馬氏體組織 ,耐磨性達(dá)到較高水平 . 淬火的目的是提高硬度，淬火是得到盡量多的馬氏體組織，得到高硬度， 回火是為了馬氏體二次分解形成索氏體，以便得到良好的機械性能。 最終熱處理工藝方案，工藝參數(shù)及論證 3. 4. 正火 1) 正火可以細(xì)化晶粒，使組織均勻化。 2) 消除切削加工后的組織硬化現(xiàn)象和去除內(nèi)應(yīng)力。 3) 消除共析鋼中的網(wǎng)狀硬化物，為熱處理做好組織準(zhǔn)備。 2． 加熱溫度 加熱溫度： 870177。10 ℃。 因為 20CrMnMo 是亞共析鋼，鋼中含有碳化物形成元素。為使合金中難溶的 13 特殊碳化物溶入奧氏體中，使奧氏體合金化程度增高， 正火的加熱溫度為 Ac3以上 30～ 50℃ ， 20CrMnMo 的含碳量為 %， Ac3 為 830 攝氏度，所以將鋼件的加熱溫度確定為 870 攝氏度。 3． 加熱方法 采用到溫加熱的方法，是指當(dāng)爐溫加熱到指定的溫度時，再將工件裝進(jìn)熱處理爐 進(jìn)行加熱。原因是加熱速度快，節(jié)約時間，便于批量生產(chǎn) 4． 加熱介質(zhì) 加熱介質(zhì)為空氣 5． 保溫時間 保溫時間 =保溫時間系數(shù) 有效尺寸，保溫時間用 τ