微量元素铝和氮对SWRCH35K钢淬火组织和淬透性的影响
发布时间:2017-12-29 06:38
作者:互联网
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SWRCH35K
钢为中
碳冷镦钢,是目前我国制造8.8级
紧固件使用量最大且加工
工艺最为成熟的
冷镦原料之一。为
保证8.8级紧固件的性能要求,通常
需要对冷镦成形后的紧固件毛坯进行
调质处理。由于SWRCH35K的使用状态是调质态,钢中
合金元素含量较少,常出现
淬火硬度偏低的问题,导致
回火后的
产品性能无法满足要求。因此,有科研人员制备了不同含量(微量)
铝和氮元素的SWRCH35K钢,然后采用小炉淬火试验及末端淬火试验方法,研究了铝、氮元素对SWRCH35K钢淬火组织和
淬透性的影响,对稳定和提高产
品质量具有重要的指导意义。试验用原料为工业
生产的SWRCH35K钢
热轧盘条,
规格为Φ16mm,其生产工艺
流程为:
转炉冶炼→LF精炼→连铸→
控制轧制→控制
冷却;分别在转炉冶炼及LF精炼
工序中加入铝块和铝粒,
精轧和吐丝温度均为(850±15)℃,吐丝后利用斯太尔摩辊道保温罩采用全关的延迟冷却方式。采用直读光谱仪进行化学成分分析,结果如表1所示。4#试样的生产过程中采用全程无铝脱氧方式,因此其铝含量非常低而氧含量偏高;其余试样在转炉冶炼过程中加入铝块,5#试样中铝块加入量约为1#~3#试样的一半,在LF炉精炼工序加入铝粒对
炉渣进行脱氧。采用BX-4-10型箱式
电阻炉,将100mm长
钢丝快速加
热至880℃,保温50min后取出并立即放入室温下的快速光亮淬火油中进行淬火,同时强烈搅拌,5min后取出。表1 不同铝、氮含量SWRCH35K钢热轧盘条的化学成分(质量分数,%)
编号 | C | Si | Mn | P | S | Al | O | N |
1 | 0.35 | 0.22 | 0.69 | 0.017 | 0.006 | 0.0315 | 0.0016 | 0.0097 |
2 | 0.35 | 0.22 | 0.70 | 0.012 | 0.007 | 0.0324 | 0.0021 | 0.0045 |
3 | 0.34 | 0.20 | 0.68 | 0.018 | 0.007 | 0.0340 | 0.0014 | 0.0065 |
4 | 0.36 | 0.20 | 0.68 | 0.016 | 0.011 | 0.0045 | 0.0025 | 0.0059 |
5 | 0.35 | 0.21 | 0.68 | 0.024 | 0.003 | 0.0170 | 0.0018 | 0.0051 |
在淬火试样沿长度方向大于试样直径2倍处截取长度为10mm的试样,进行组织观察和硬度
测试。末端淬火试验所用3#,4#和5#试样从盘条轧制生产时的中间
钢锭中制取,根据GB/T225-2006进行末端淬透试验,根据GB/T4340.1-2009进行硬度测试。结果表明: (1)淬火后SWRCH35K钢的显微组织均为
马氏体+
屈氏体;当钢中铝元素基本相同时,随氮含量的增加,显微组织中的马氏体含量减少,淬火硬度降低,淬透性降低。(2)氮含量基本相同时,铝含量的增加导致SWRCH35K钢淬火后显微组织中马氏体含量的减少,淬透性降低。 (3)铝元素和氮元素生成的AlN或碳
氮化物促进了晶粒细化,并作为
非金属夹杂物组织了马氏体的转变。(心远)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。