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Nb铌含量对20CrMnTi渗碳齿轮钢淬透性的影响
发布人：上海艾荔艾金属材料有限公司www.shailiai.com
更新时间：2014-07-09
Nb铌含量对20CrMnTi渗碳齿轮钢淬透性的影响
汽车齿轮是重要的传动零件，必须满足其复杂的性能要求。齿轮表面要经过渗碳和淬火，以得到硬的表面和韧的心部，最终获得优异的耐磨性能和疲劳强度。当渗碳层深度一定时,根据菲克第二定律可知，渗碳温度越高渗碳时间也就越短。高温渗碳由于温度较高，奥氏体晶粒易粗化。有效的措施就是添加Nb、V和Ti等元素，利用这些元素的碳氮化合物来防止高温渗碳时晶粒粗化。
淬透性是齿轮钢重要热处理工艺性能，是使齿轮整个截面上获得均匀组织和良好性能的前提，对热处理畸变影响尤为突出，因此属于齿轮钢必保的性能。王毛球等人认为Nb微合金化可能降低齿轮钢的淬透性，其中有如下两个原因：齿轮钢的淬透性因晶粒细化会有所降低，根据SAE J406-2009《钢的淬透性测定方法》，晶粒度每增加一级，淬透性降低8%；另外，NbC析出会使奥氏体中固溶的C含量下降，从而进一步降低淬透性。因此需要通过添加微量的B提高齿轮钢的淬透性。另一方面，有研究表明Nb降低Ar3点，有稳定奥氏体的作用。同时，Nb明显推迟珠光体转变和促进贝氏体转变。Nb降低Ar3点，推迟珠光体转变和促进贝氏体转变，有利于提高淬透性。
从上述文献可以看出，Nb对淬透性的作用存在巨大争议，显示了其对淬透性的影响的复杂性。
通过末端淬透性试验，研究了Nb含量对20CrMoTi钢淬透性的影响。试验结果表明，Nb含量不同的试样，其硬度分布比较接近；硬度曲线上的拐点位置都在5～7mm处；而且随着距淬火末端距离的不同，其组织变化规律基本相似。由此可见Nb含量不影响20CrMnTi钢的淬透性。Nb对C含量和晶粒度的影响较小，对淬透性的影响较小；固溶的Nb含量很少，不能提高淬透性；Nb的析出相不会促进铁素体形核，不会降低钢的淬透性。
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