热加工对17Cr2Ni2Mo渗碳钢奥氏体晶本质晶粒度、混晶的影响.doc

热加工对17Cr2Ni2Mo渗碳钢奥氏体晶本质晶粒度、混晶的影响
成都天马铁路轴承有限公司付化刚周卫卫
摘要：本文研究探讨了热加工及热加工后的预备热处理对渗碳钢本质晶粒度的影响。研究表明，终锻温度低于900℃容易产生混晶，终锻温度越低越易产生混晶；终锻温度低于900℃奥氏体晶粒易于粗化，在双相区终锻温度越低，奥氏体粗化温度越低；采用AC3以上的完全退火或正火能有效细化实际晶粒度，对本质晶粒度影响不大。采用高温回火对实际晶粒度没有影响，但能有效的细化奥氏体本质晶粒和减少混晶；研究还发现实际晶粒度越细，本质晶粒度反而越粗。控制终锻温度或合理的锻后热处理工艺，可以有效的防止混晶的产生，并且能够提高晶粒粗化温度，得到较细晶粒钢
关键词：本质晶粒度、终锻温度、正火、退火、高温回火、混晶。
引言
奥氏体本质晶粒度（以下简称本质晶粒度）是衡量钢的奥氏体晶粒长大倾向的尺度，根据GB/T6394规定，它是指将钢加热到930℃保温6个小时所测得的晶粒的级别，对于需要长时间渗碳处理的钢，必须是本质细晶粒钢（本质晶粒度大于4级的钢，叫本质细晶粒钢，本质晶粒度小于四级的钢，叫本质粗晶粒钢），本质粗晶粒钢在高温加热时，特别是加热到900℃以上，晶粒易于粗化，对产品的力学性能，特别是冲击性能有较大的影响，它还影响淬透性和热处理变形。
关于本质晶粒度，长期以来的学术观点认为是由冶炼条件决定的，刘永鍂、佟庆安等人编辑的钢的热处理（冶金工业出版社1986年出版）认为本质晶粒度是由冶炼条件决定的，并指出用铝脱氧的钢为本质细晶粒钢。但也有不少人认为热加工工艺对本质晶粒度也有极大的影响，认为用铝脱氧的钢，如果热加工工艺控制不当，也得不到本质细晶粒钢。
17Cr2Ni2Mo是我公司目前主要生产的渗碳钢，17Cr2Ni2Mo主要作风力发电机增速齿轮用材料，相当于外国牌号：18CrNiMo7－6，此钢种我厂在生产锻件或轧材过程中，常常检查本质晶粒度不合格，本质晶粒度不合格主要表现为晶粒粗大和混晶，大多数厂家技术规范要求风力发电机增速齿轮用17Cr2Ni2Mo材料在正回火后检测本质晶粒度，且要求本质晶粒度大于5.0级，不得有混晶现象。国内对这此种钢混晶和粗晶的报道较少，但实际生产中不少兄弟生产厂家均遇到此问题。由于生产中17Cr2Ni2Mo出现粗大晶粒和混晶现象比较严重，我们对此进行了一些研究和探索。找到了一些消除此类钢在生产过程中出现混晶和粗大晶粒的方法，并且将此方法运用到G20Cr2Ni4A的热加工上，也起到了较好效果。
实验方法
1、试验用钢，选用自炼钢进行试验，材料的主要化学成分见表1
表1化学成分（熔炼百分比）
元素CSiMnPSCrNiMoAlCuN％0.15-0.190.15-0.300.5-0.7≤0.015≤0.0051.5-1.61.4-1.50.25-0.300.20--0.30≤0.2080-100ppm2、锻造
钢锭经1200－1230℃加热保温2.5－3小时，经3500T压力机锻造，变形终了温度分别按表2给所例温度控制。
本试验终锻温度的测定是采用红外测温枪进行测定。
3、热处理
从有混晶的产品上取样进行670℃、760℃、850℃进行退火处理和930正火处理检测本质晶粒度
实验结果
不同变形终锻温度下本质晶粒度、混晶级别见表2和图1

图一
不同终锻温度对本质晶粒度的影响表2
序号终锻温度本质晶粒度附图－1965℃7－8A12940℃6－8A23930℃6－8A34910℃6－8A45907℃5－8A56915℃5－8A67870℃4－8A78860℃3－8A89840℃4－8A910835℃3－7A1011830℃3-6A1112820℃3－8A1213880℃0－8A1314867℃0－8A1415845℃0－8A15不同的锻后热处理状态下本质晶粒度见表3和图二
热处理对本质晶粒度的影响表3
序号加热温度实际晶粒度处理后本质晶粒度附图－1670℃5.08.5B－12670℃5.07-8B－23670℃5.06-8B－34760℃6.56-7B－45760℃4.55-7B－56760℃5.03-8B－67850℃7.51.5-7B－78850℃8.02-7B－89850℃7.50-7B－910930℃8.03-7B－1011930℃8.03-6B－1112930℃8.03-6B－12

分析与讨论
从表2及附图一可以看出，终锻温度对锻件的本质晶粒度有较大的影响，不同的终锻温度本质晶粒度差异较大，终锻温度大于900℃能获得较细的本质晶粒度，且晶粒十分均匀，终锻温度小于900℃本质晶粒度开始粗化，且晶粒变得不均匀，即通常所说的出现了混晶现象（通常认为在一个试样上晶粒大小差异超过了2级就可视为出现了混晶），终锻温度越低，出现混晶的机率越大，所混的