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20CrNi2Mo合金钢（化学成分）热处理工艺对其组织和力学性能的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-06-19
20CrNi2Mo合金钢是一种优质低碳合金钢，经淬火、低温回火进行整体强化后，组织为板条马氏体，可获得优良的综合性能。
近年来，用以取代高锰钢的各种低合金耐磨铸钢成为国内外研究的热点。20CrNi2Mo合金钢是一种优质低碳合金钢，合金元素配比良好，再加入一定量的稀土，利用稀土对材料的净化和对组织的细化作用，可以更好地提高材料的力学性能;低、中合金钢具有较好的强韧性，低中冲击载荷下的耐磨性高于高锰钢。通过改变热处理工艺调整其金相组织，可以提高韧性、改善耐蚀性;20CrNi2Mo经淬火、低温回火进行整体强化后，组织为板条马氏体，可获得优良的综合性能。
本次实验用钢20CrNi2Mo的化学成分(质量分数，%)为0.1～0.3C，Cr<1.5，1.7～2.5Ni，0.3～1.0Mo。该钢用中频感应炉熔炼，铝条终脱氧，稀土变质处理，并浇注成标准Y型块。线切割制取的试样尺寸为55mm×10mm×10mm(带V型缺口的标准试样)，用JB30A型摆锤式冲击试验机进行冲击韧性测试。在HR-150洛氏硬度计上进行硬度测试。金相试样在冲断试样上截取，腐蚀剂采用4%硝酸酒精，实验在xjp-6a金相显微镜进行。冲击断口采用ZEISSEVO18型扫描电镜进行观察，分析冲击断裂后试样的表面形貌特征。实验采用的热处理工艺见表1，淬火加热在TS盐浴炉中进行，回火在YFL65/10G-GC箱式电阻炉中进行。淬火介质为20#机油。
表1 热处理工艺
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序号
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热处理工艺
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1#
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890℃×1h淬火＋260℃×2h回火
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2#
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860℃×1h淬火＋260℃×2h回火
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3#
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830℃×1h淬火＋260℃×2h回火
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4#
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890℃×1h淬火＋230℃×2h回火
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5#
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890℃×1h淬火＋290℃×2h回火
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6#
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890℃×1h淬火＋540℃×2h回火
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结果表明：
(1)淬火温度高于Ac3(约810℃)低于890℃，提高加热温度可以使20CrNi2Mo充分奥氏体均匀化，有助于提升冲击韧性，硬度变化不明显。20CrNi2Mo经890℃淬火+230℃回火，其硬度为44HR，冲击功为36J。
(2)20CrNi2Mo经淬火+低温回火后的显微组织主要为回火马氏体，高温回火后组织为回火索氏体，硬度有明显的下降。冲击韧性随着回火温度的升高先降低后增大。
(3)890℃淬火+230℃回火冲击试样表面形貌呈现出典型的韧窝断裂特征，表明20CrNi2Mo合金钢还具有良好的塑性。
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