34CrNi3Mo鋼熱處理工藝優(yōu)化
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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緊固件在機械構(gòu)件中起到聯(lián)接、定位以及密封等作用，其中螺栓用量最大。隨著各類機械、設(shè)備的大型化，以及功率、轉(zhuǎn)速的不斷提高，螺栓類零件的工況條件更加苛刻，因此對螺栓材料的性能提出了更高的要求。如超臨界發(fā)電機組中的某型號高壓給水泵，工作壓力為23MPa，其用于密封與承壓的螺栓性能要求為Rm>1040MPa，Rp0.2>940MPa，AKV>75J。 34CrNi3Mo鋼具有良好的塑性、韌性、耐磨性、耐蝕性和一定的抗熱性，并且回火穩(wěn)定性高、回火溫度范圍寬、冷熱加工性能好，在大截面、高負荷和承受沖擊載荷的大鍛件中得到廣泛應(yīng)用。本文根據(jù)泵用高強度螺栓的使用工況和性能要求，對34CrNi3Mo的熱處理工藝進行研究，以期能夠用于高強度螺栓。
實驗材料為市售φ90mm退火態(tài)34CrNi3Mo低合金結(jié)構(gòu)鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為：0.32C，0.26Si，0.57Mn，0.62Cr，2.94Ni，0.57Mo，0.011P，0.006S。其固態(tài)相變點為：Ac1=725℃，Ac3=772℃。原材料的金相組織為分布均勻的珠光體，硬度為23.6HRC，可直接進行各種熱處理工藝實驗。為了更好更快地找出熱處理工藝參數(shù)對材料性能的影響規(guī)律，并得出最優(yōu)的熱處理工藝，選用正交試驗方法進行實驗設(shè)計。
對34CrNi3Mo材料進行熱處理工藝設(shè)計需要考慮的因素主次為：回火溫度>回火時間>淬火溫度>淬火時間。34CrNi3Mo材料的力學(xué)性能滿足高壓給水泵高強度螺栓性能要求的最優(yōu)熱處理工藝為：900℃×20min淬火+600℃×70min回火。用最優(yōu)工藝處理后的微觀組織形貌為保持馬氏體位向分布的回火索氏體，晶界處沒有碳化物偏析，馬氏體團簇內(nèi)部也沒有粗大的碳化物析出，保證了材料的高強度與高韌性。