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淬火工艺对履带板钢ZG31Mn2SiREB冲击性能的影响

发布人:上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn 更新时间:2016-05-12
中国一拖集团有限公司研制的ZG31Mn2SiREB履带板用中碳硅锰钢,已在东方红履带拖拉机上得到了广泛应用,但其热处理工艺一直沿用高锰钢ZGMn13的水韧处理工艺,其热处理工艺的合理性有待验证。在实际生产中,ZG31Mn2SiREB履带板的力学性能尤其是冲击性能(具体指标为冲击功AK值)极不稳定,且波动范围大,严重影响了履带板的产品质量和使用寿命。本文通过对不同淬火工艺条件下ZG31Mn2SiREB的组织性能进行研究,分析淬火工艺对其性能的影响,为改进其热处理工艺以提高其韧性提供依据。

履带板是履带式拖拉机等重载车辆中用量较大且易磨损的部件。履带板工作时直接与土壤、砂石等接触,承受着整机的重量、牵引及其与土壤的摩擦,受到冲击、拉伸、挤压和弯曲等复杂应力的作用,在使用过程中极易造成过量磨损、变形等而失效。因此,要求履带板应具有高的强度,良好的韧性和耐磨性。传统上,重载车辆铸造履带板所应用的耐磨材料主要是高锰钢ZGMn13。高锰钢高的耐磨性只有在强烈冲击的工况条件(即高应力工况条件)下产生足够的加工硬化才能发挥出来,在非强烈冲击工况条件(中小能量冲击载荷作用)下,由于其表层不能产生足够的加工硬化,因而硬度低,耐磨性差。根据履带板工况条件(低应力磨料磨损)及其对材料的要求,采用中碳硅锰钢代替高锰钢制作拖拉机履带板,具有高强度和一定的韧性,耐磨性高于高锰钢,且降低成本。中国一拖集团有限公司研制的ZG31Mn2SiREB履带板用中碳硅锰钢,已在东方红履带拖拉机上得到了广泛应用,但其热处理工艺一直沿用高锰钢ZGMn13的水韧处理工艺,其热处理工艺的合理性有待验证。在实际生产中,ZG31Mn2SiREB履带板的力学性能尤其是冲击性能(具体指标为冲击功AK)极不稳定,且波动范围大,严重影响了履带板的产品质量和使用寿命。本文通过对不同淬火工艺条件下ZG31Mn2SiREB的组织性能进行研究,分析淬火工艺对其性能的影响,为改进其热处理工艺以提高其韧性提供依据。

中国一拖集团有限公司生产的履带板钢ZG31Mn2SiREB是在5t酸性电弧炉中冶炼,主要原料为:废钢、回炉料、少量生铁、锰铁、1号硅铁稀土(27%30%RE)。成分(质量分数,%;下同)控制范围为:0.280.34C1.32.0Mn0.41.0SiPS0.040.020.04RE0.0010.004B。钢水浇注前采用1号硅铁稀土对其进行变质处理,稀土-硼复合变质剂采用冲入法加入浇注小包内(加入量为0.15%)。钢水处理前进行充分的脱氧脱硫处理,以降低PS杂质的有害影响。钢水出炉温度为16401700℃,浇注温度为15201560℃,采用双铂铑热电偶测温。炉前取样化学成分为:0.30C1.95Mn0.75Si0.032S0.029P。处理后的钢水浇铸成标准Y型试块,共浇铸3Y型试块(同一炉次),冷却至室温后打箱取出试块。在每个Y型试块下端用线切割的方法切取610.6mm×10.6mm×55mm的冲击试块,共切取18个。将18个冲击试块分为3组,每组6个试块,进行不同温度(8809401050)保温1h水淬+200℃×2h空冷的热处理。

ZG31Mn2SiREB目前的热处理工艺是由铸态直接高温奥氏体化淬火(回火),在淬火前未经正火或退火等组织预先热处理,而铸态组织的均匀细化,可促使淬火(回火)态有利组织的形成,提高钢的韧性。因而,要使其微区成分比较均匀,淬火(回火)后组织比较细小,应在淬火前进行正火或退火预处理,且淬火温度也不易太高。

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