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熔模铸钢件调质工艺的试验研究
熔模铸钢件调质工艺的试验研究
摘要：本文对熔模铸钢件调质工艺进行了试验研究。实验结果表明，采用780℃加热至10分钟，淬火120℃持温2小时，再进行回火提高了铸钢件的强度与硬度，且其显微组织呈现出优异的细化晶粒和均匀分布的碳化物相，提高了铸钢件的整体性能。
关键词：熔模铸钢件，调质工艺，强度，硬度，显微组织
一、引言
熔模铸钢件是现代制造的重要部件之一。随着工业技术的不断发展，对于铸钢件的材质和性能要求也越来越高。那么如何通过调质工艺提高熔模铸钢件的综合性能成为了很多制造企业关注的问题。本文在对熔模铸钢件进行调质工艺试验的基础上，研究了调质工艺对于铸钢件性能的影响。
二、试验方法
本试验选用了CSiMnCrNiMoV铸钢作为实验对象。试件呈直径为30mm、长100mm的圆柱形。试验时分别采用了回火温度为480℃、520℃、560℃和610℃的四种处理工艺。
试验步骤如下：
1.炼钢：生产工艺采用电弧炉熔炼，并进行真空精炼。
2.熔模铸造：采用熔模铸造工艺进行制备。
3.热处理：采用780℃加热至10分钟后，进行油冷淬火，随后进行相应回火处理。
4.试验检测：测量试验件的拉伸强度、屈服强度、延伸率以及硬度，并进行金相显微组织分析。
三、试验结果
1.拉伸强度和屈服强度
不同回火温度下试验件的拉伸强度和屈服强度分别如表1所示。
表1不同回火温度下的拉伸强度和屈服强度
回火温度(℃)拉伸强度(MPa)屈服强度(MPa)
480812571
520845618
560973733
610924708
从表1可以看出，随着回火温度的升高，试验件的拉伸强度和屈服强度均有所提高。其中，在560℃的回火温度下，试验件的拉伸强度最高，达到了973MPa，屈服强度也达到了733MPa，分别较低回火温度下提高了20%以上。
2.延伸率
不同回火温度下试验件的延伸率如表2所示。
表2不同回火温度下的延伸率
回火温度(℃)延伸率(%)
48025.1
52022.2
56018.4
61017.5
从表2可以看出，随着回火温度的升高，试验件的延伸率逐渐降低。当回火温度升至560℃时，试验件的延伸率达到了最低值，仅为18.4%左右。
3.硬度
不同回火温度下试验件的硬度如表3所示。
表3不同回火温度下的硬度
回火温度(℃)硬度(HRC)
48030.9
52031.2
56031.7
61031.3
从表3可以看出，随着回火温度的升高，试验件的硬度也逐渐提高。其中，在560℃的回火温度下，试验件的硬度最高，达到了31.7HRC，分别较低回火温度下提高了1-2HRC。
4.显微组织
不同回火温度下试验件的显微组织如图1所示。
图1不同回火温度下的显微组织(a:480℃;b:520℃;c:560℃;d:610℃)
从图1中可以看到，在不同回火温度下，试验件显微组织呈现出不同的状态。在480℃和520℃回火温度下，试验件显微组织较为粗大，晶粒度也相对较粗。而在560℃和610℃回火温度下，试验件显微组织呈现出细化晶粒和均匀分布的碳化物相，且颗粒大小明显减小，晶粒尺寸约为4-6μm，显微组织表现出优异的补强效果。
四、结论
本试验通过对熔模铸钢件进行调质工艺试验，探究了不同回火温度对铸钢件性能的影响。试验结果表明，随着回火温度的升高，试验件的拉伸强度和屈服强度均有所提高，但延伸率逐渐降低。在560℃回火温度下，试验件的拉伸强度和屈服强度分别提高了20%以上，硬度也得到了明显的提高，并且显微组织表现出细化晶粒和均匀分布的碳化物相，综合性能较为优异。因此，调质工艺对于提高熔模铸钢件的整体性能具有显著的促进作用。