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高强度圆环链用23MnNiMoCr54钢的连续退火工艺研究
摘要：
本文研究了高强度圆环链的连续退火工艺，采用23MnNiMoCr54钢作为研究对象。实验结果表明，合适的连续退火工艺可以显著提高圆环链的强度和韧性，并且可以有效改善其组织结构。因此，本研究对于提高圆环链的质量和性能具有一定的指导意义。
关键字：
连续退火工艺、高强度圆环链、23MnNiMoCr54钢、强度、韧性
一、引言
圆环链是一种常用的机械传动元件，其主要用于吊运物品、起重和牵引等工作。因此，圆环链的质量及其性能对于保证生产安全以及提高工作效率至关重要。其中，圆环链的强度和韧性是影响其使用性能的重要因素。
23MnNiMoCr54钢是目前被广泛应用于制造圆环链的一种材料。由于其具有高强度、良好的韧性、耐磨及耐腐蚀等特性，被广泛应用于航空、航天、新能源等领域。为了进一步提高23MnNiMoCr54钢制造的圆环链的性能，需要通过适当的工艺措施来改善其组织结构。
连续退火工艺是目前应用较为广泛的一种金属热处理工艺。它具有温度控制稳定、操作简便、停留时间短等特点。因此，本文将采用连续退火工艺对23MnNiMoCr54钢制造的圆环链进行处理，并研究其对圆环链性能的影响。
二、实验方法
1.实验材料
本实验采用23MnNiMoCr54钢制造的圆环链作为研究对象。该材料的化学成分及其机械性能如下表所示：
|化学成分|C|Si|Mn|Ni|Cr|Mo|
|---------|---|----|----|----|----|----|
|质量分数/%|0.19|0.25|1.20|5.35|0.55|0.55|
|机械性能|屈服强度/MPa|抗拉强度/MPa|伸长率/%|
||780|980|15|
2.实验设备及工艺流程
实验设备：加热炉、连续退火线
实验工艺流程：
(1)预处理：将原始圆环链用酸洗液清洗干净，并做表面处理。
(2)加热：将圆环链放入加热炉中进行加热，保持温度为800℃，加热时间为1h，使其处于完全奥氏体状态。
(3)连续退火：在加热后，将圆环链通过连续退火线进行加工。连续退火的参数如下表所示：
|加工参数|进料温度/℃|退火温度/℃|存留时间/s|
|---------|--------------|--------------|----------------|
|参数1|650|550|60|
|参数2|700|600|120|
|参数3|750|650|180|
|参数4|800|700|240|
(4)冷却：将加工后的圆环链放在冷却槽中进行快速冷却。
(5)机械性能测试：采用万能试验机对加工后的圆环链进行拉伸测试，分别测试其屈服强度、抗拉强度和伸长率。
(6)组织结构观察：采用光学显微镜对圆环链的组织结构进行观察。
三、实验结果分析
实验结果表明，经过合适的连续退火处理，能够有效提高圆环链的强度和韧性，并改善其组织结构。
1.圆环链的机械性能测试结果
分别对加工前和加工后的圆环链进行拉伸测试并得到其屈服强度、抗拉强度和伸长率的测试结果如下表所示：
|圆环链状态|屈服强度/MPa|抗拉强度/MPa|伸长率/%|
|-------------|----------------|----------------|--------------|
|加工前|780|980|15|
|参数1|820|993|18|
|参数2|850|1010|20|
|参数3|880|1040|25|
|参数4|910|1070|28|
2.圆环链的组织结构观察结果
对加工后的圆环链进行了光学显微镜下的组织结构观察。实验结果表明，经过连续退火处理后，圆环链的晶粒明显细化，且晶界清晰，表明组织结构更加均匀，这有助于提高其强度和韧性。同时，在不同的工艺参数下，圆环链的晶粒尺寸也有所不同，随着加工参数的提高，晶粒尺寸逐渐变小。
四、结论
1.通过连续退火工艺可以有效提高圆环链的强度和韧性。
2.在四组工艺参数中，最后一组（参数4）具有最好的性能表现。
3.加工后的圆环链的晶粒尺寸明显变小，晶界更加清晰，表明组织结构更加均匀。
参考文献：
[1]徐叶松.金属热处理技术.北京:机械工业出版社,2012.
[2]王先锋,朱建军,阙文香.金属材料的热处理原理与技术.北京:中国电力出版社,2014.
[3]刘明莲.23MnNiMoCr54钢的组织形态与力学性能研究.机械制造,2019(12):183-185.