低碳马氏体钢制小钎杆热处理工艺的优化试验.pdf

低碳马氏体钢制小钎杆热处理工艺的优化试验
肖上工

（涟源钢铁集团有限公司，湖南娄底417009）

摘要：用27SiMnNi2CrMoA钢制作了一批H25小钎杆，对制钎工艺进行了优
化试验，为以后用该钢制作大钎杆确定了工艺参数。
关键词：低碳马氏体;残余奥氏体;锻后余热处理;稍尖处理
中图分类号：TG162.75文献标识码：B

27SiMnNi2CrMoA是一种低碳马氏体Ni：l.65-2.00，
钢，该钢在淬火或正火条件下即可得到板条Cr：0.20-0.40，
状的低碳马氏体组织，电镜观察证明，板条马Mo：0.30-0.45，
氏体内有高密度位错缠结的亚结构和残余奥P，S≤0.025，
氏体薄膜，采用X射线及透射电镜暗场法测As＜0.08；
得残余奥氏体量为3%～8%（图1）。因为这种试验钢的化学成分为（Wt%）：
低碳马氏体钢具有很好的强韧性，缺口敏感C：0.27，
度也低，适合制作钎杆[1]。Si：1.39，
Mn：1.38，
Ni：1.90，
Cr：0.29，
Mo：0.35，
P：0.024，
S：0.007。
临界点
（2）Acl709℃~727℃，Ac3795℃-
799℃，M319℃-324℃，M192℃~206℃。
0.1μmsf
（3）室温下的杨氏模量2.06×105MPa；
常规机械性能见表
图127SiMnNi2CrMoA钢淬火-回火组织电镜（4）（1）。
断裂韧性见表
照片（920℃×30min正火890℃×30min油淬→（5）（2）。
200℃×60min回火）
2不同热处理工艺试验
1钢种基本数据
研究表明[2]，可采取局部复合强化的方法克
（1）化学成分范围（Wt%）服工件的薄弱环节，使薄弱环节的塑性应变减
C：0.24-0.30，小以至消除，并引进有利的残余压应力，提高局
Si：1.30-1.70，部有效承载能力，使之接近等强度设计。根据这
Mn：l.20-1.50，种思路，我们采取了如下措施：先将27SiMn-

作者简介：肖上工，高级工程师（研究员级），多年来从事钎钢、钎具的生产、研究与开发。曾任涟源钢铁集团有限
公司钢铁研究所所长，技术中心常务副主任，华菱涟铜集团公司副总工程师；中国钢协钎钢钎具协会常务理事。

28凿岩机械气动工具，2009（3）
表1
热处理工艺
σb，MPaσs，MPaψ，%δ5，%Akv，JHRC
920℃×30min正火1700.0130341.6013.032.548
920℃×30min正火+890℃×30min1611.5133353.6012.838.248
油淬+200℃×60min回火

表2

热处理工艺-1-1
KIC，MPa×mKQ，MPa×m
920℃×30min正火102.1,111.2，116.7
920℃×30min正火+890℃×30min112.1,111.8，112.3
油淬+200℃×60min回火

Ni2CrMoA六角中空钢进行中频整体正火，加抛丸器规格及数量：JW—3型准500mm×
热温度为910℃±10℃，正火后HRC40~45。钎杆62mm双圆盘3台
长度1800mm，将其分为三组：第一组仅钎尾作钎杆送进根数单根
淬火-回火处理；第二组领盘处采用锻后余热处抛丸轮到钎杆距离500mm
理；第三组既采用锻后余热淬火，又对稍尖部位抛丸介质钢丸准0.8～1.2mm
进行了淬火-回火处理。三组钎杆均进行了抛丸抛丸区域长3×1500mm
强化处理。具体工艺参数如下：抛丸强化时间80～120s
1.淬火双曲线棍倾角30°
中频加热温度900℃~950℃，采用水淬-钎杆前进速度30～56～108mm/s
油冷。钎杆自转速17～26～50r/min
2.回火抛丸量120kg/min
回火温度200℃±10℃，在硝盐浴中进行。抛丸轮转速2250r/min
3.锻后余热处理抛丸线速度59m/s
工艺曲线如图2所示：即锻领盘时的传动棍转速6.5～20r/min
加热温度为1130℃~1140℃，加热总长度约
3试验室模拟试验结果
150mm(从钎肩中心算起靠钎尾那边长
第一组9支钎，领盘根部断裂5支，占
温度，℃55%；第二组锻后余热淬火钎，无一支从领
盘根部断裂但多为梢尖部位断裂第三组
1130℃-1140℃，；
钎寿命最高，既无一支从领盘根部断裂，也
无一支断稍尖（其中寿命最长的一支钎寿
命达99.13分钟）。
4钎杆断裂宏观及解剖图片
水淬油冷
-139#钎杆外观，断口位置在领肩前断口位置

图2锻后余热处理工艺曲线139
55mm)，领盘成型后即水淬———油冷。
4.抛丸强化处理工艺参数图3钎杆断裂宏观照片

凿岩机械气动工具，2009（3）29
144#剖面硬度分布，HRC·
44.5
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48.050.046.048