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17CrNiMo6合金結(jié)構(gòu)鋼
17CrNiMo6 是德國 DIN 17210-(86)標(biāo)準(zhǔn)的鋼號,歐標(biāo)為18CrNiMo7-6,對應(yīng)GB的 17Cr2Ni2Mo 17Cr2Ni2Mo不是GB材料,而是JB材料。具體的標(biāo)準(zhǔn)號為:JB∕T 6395-2010大型齒輪、齒圈鍛件 17CrNiMo6和20CrMnTi區(qū)別: 17CrNiMo6的韌性好得多 碳含量不同,合金元素不同,機(jī)械性能不同。熱工藝性也不同。 前面的性能要優(yōu)越一些,后一種變速箱齒輪、差速器齒輪普遍使用。
17CrNiMo6化學(xué)成分(質(zhì)量百分比,%):
碳(C):0.15-0.20 硅(Si):≤0.40, 錳(Mn):0.40-0.60, 硫(S):≤0.035, 磷(P):≤0.035, ,鉻(Cr):1.50-1.80, 鎳(Ni):1.40-1.70, 鉬(Mo):0.25-0.35,
17CrNiMo6鋼齒輪滲碳緩冷裂紋分析及防止措施
摘要:針對17CrNiMo6鋼齒輪緩冷出現(xiàn)裂紋問題,分析了產(chǎn)生裂紋的原因,并提出了預(yù)防措施。 1997年,某廠在為馬鋼棒材軋機(jī)配套生產(chǎn)初、中軋機(jī)減速機(jī)過程中,材質(zhì)為17CrNiMo6鋼的齒輪在滲碳處理緩冷后產(chǎn)生裂紋,為了找出裂紋發(fā)生的原因,我們在中科院專家的指導(dǎo)和幫助下進(jìn)行了分析探討。 2 產(chǎn)生緩冷裂紋的原因 產(chǎn)生裂紋的原因主要是滲層在冷卻過程中產(chǎn)生不均勻相變造成的。滲層中存在大塊滲碳體和連續(xù)的網(wǎng)狀碳化物,滲層的金相組織為三層,最外層為下貝氏體和網(wǎng)狀碳化物;中層為淬火馬氏體、下貝氏體和網(wǎng)狀碳化物;第三層為下貝氏體加鐵素體,由表及里的硬度檢查見下表。 檢查部位 滲碳層 母材 外表層 中間層 過渡層 硬度(HL) 420.433.458 513.501.479 492.479.414 318.337.307 相變受下述因素影響: 2.1 溫度的影響 由于碳在鐵素體中的溶解度較小(最高約為0.025%),而在奧氏體狀態(tài)下,滲碳溫度越高,碳在其中的擴(kuò)散系數(shù)越大,既滲碳速度越大。但溫度不宜過高,否則滲碳設(shè)備使用壽命顯著下降或損壞,而且溫度過高時(shí)間過長會(huì)造成滲層組織粗大,碳化物級別超差等缺陷。通常生產(chǎn)實(shí)際中采用900℃、930℃滲碳。 2.2 碳濃度的影響 緩冷裂紋與滲碳時(shí)的碳勢有關(guān)。 在滲碳初期,由于工件表面窮碳,接受活性碳原子的能力很強(qiáng),滲碳速度較快,此時(shí)爐內(nèi)碳勢較低,需要向爐內(nèi)通過大量的滲劑,以維持爐內(nèi)的碳勢,具體還與裝爐量有關(guān),此時(shí)如果不能及時(shí)補(bǔ)充滲劑,可能造成滲碳時(shí)間過長,碳濃度分布曲線下凹等缺陷,但也不能過強(qiáng),否則可能出現(xiàn)大量網(wǎng)狀碳化物而無法消除。 當(dāng)工件表面含碳量不斷升高,碳勢不斷建立的情況下,應(yīng)逐步減少滲劑的加入,滲碳進(jìn)入擴(kuò)散階段,如果此時(shí)仍保持大劑量的滲劑,就要形成表面網(wǎng)狀碳化物,使?jié)B層的強(qiáng)度下降,脆性增加,尤其是抗拉強(qiáng)度的下降,對防止出現(xiàn)緩冷裂紋相當(dāng)不利。 2.3 滲碳時(shí)間的影響 當(dāng)滲碳溫度、碳勢確定以后,滲碳時(shí)間主要取決于有效硬化層深度,滲碳時(shí)間越長,硬化層越深,反之越淺。對于17NiCrMo6鋼硬化層在10-15μm的工件,如果擴(kuò)散期控制不好,時(shí)間過短,有可能造成滲層碳濃度分布曲線過陡,在以后的緩冷過程中,形成緩冷裂紋。 2.4 緩冷速度的影響 緩冷一般是在冷卻井中進(jìn)行的,其冷卻速度應(yīng)比空冷更加緩慢,以便盡可能得到較平衡的組織。如果由于某種原因,使緩冷速度相當(dāng)于空冷速度,結(jié)果就要出現(xiàn)緩冷裂紋。分析結(jié)果也表明,當(dāng)滲碳層表面的含碳量達(dá)到共析成分以上時(shí),滲層的淬透性不完全相同,在特定的緩冷速速下,發(fā)生不均勻相變,中間層的馬氏體比容較大,使表面受拉應(yīng)力,由于表層有惡化,承受不了大的拉力而開裂。 3 防止緩冷裂措施 通過上述分析可知,產(chǎn)生緩冷裂的條件一是滲層中存在著大量的塊狀及網(wǎng)狀碳化物,使之性能惡化;二是滲層中發(fā)生不均勻相變。預(yù)防措施是:首先要避免滲層中產(chǎn)生大量網(wǎng)狀碳化物。對于17CrNiMo6這種含Cr、Mo強(qiáng)碳化物形成元素的鋼,滲碳時(shí)碳勢不能過高,尤其是到了擴(kuò)散期,一定要把碳勢降到0.9%C左右,并保持一定的時(shí)間,防止產(chǎn)生碳化物。另外,要避免中間層產(chǎn)生馬氏體。緩冷效果比較好時(shí),一般組織比較平衡,沒有不均勻相變,但由于冷卻井內(nèi)比較潮濕,水分較大,使冷卻速度提高而產(chǎn)生裂紋。如果冬天環(huán)境溫度比較低,工件裝爐量少,雖然是在冷卻井中,冷卻速度仍很快,也容易產(chǎn)生緩冷裂。
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17CrNiMo6合金結(jié)構(gòu)鋼
17CrNiMo6 是德國 DIN 17210-(86)標(biāo)準(zhǔn)的鋼號,歐標(biāo)為18CrNiMo7-6,對應(yīng)GB的 17Cr2Ni2Mo 17Cr2Ni2Mo不是GB材料,而是JB材料。具體的標(biāo)準(zhǔn)號為:JB∕T 6395-2010大型齒輪、齒圈鍛件 17CrNiMo6和20CrMnTi區(qū)別: 17CrNiMo6的韌性好得多 碳含量不同,合金元素不同,機(jī)械性能不同。熱工藝性也不同。 前面的性能要優(yōu)越一些,后一種變速箱齒輪、差速器齒輪普遍使用。
17CrNiMo6化學(xué)成分(質(zhì)量百分比,%):
碳(C):0.15-0.20 硅(Si):≤0.40, 錳(Mn):0.40-0.60, 硫(S):≤0.035, 磷(P):≤0.035, ,鉻(Cr):1.50-1.80, 鎳(Ni):1.40-1.70, 鉬(Mo):0.25-0.35,
17CrNiMo6鋼齒輪滲碳緩冷裂紋分析及防止措施
摘要:針對17CrNiMo6鋼齒輪緩冷出現(xiàn)裂紋問題,分析了產(chǎn)生裂紋的原因,并提出了預(yù)防措施。 1997年,某廠在為馬鋼棒材軋機(jī)配套生產(chǎn)初、中軋機(jī)減速機(jī)過程中,材質(zhì)為17CrNiMo6鋼的齒輪在滲碳處理緩冷后產(chǎn)生裂紋,為了找出裂紋發(fā)生的原因,我們在中科院專家的指導(dǎo)和幫助下進(jìn)行了分析探討。 2 產(chǎn)生緩冷裂紋的原因 產(chǎn)生裂紋的原因主要是滲層在冷卻過程中產(chǎn)生不均勻相變造成的。滲層中存在大塊滲碳體和連續(xù)的網(wǎng)狀碳化物,滲層的金相組織為三層,最外層為下貝氏體和網(wǎng)狀碳化物;中層為淬火馬氏體、下貝氏體和網(wǎng)狀碳化物;第三層為下貝氏體加鐵素體,由表及里的硬度檢查見下表。 檢查部位 滲碳層 母材 外表層 中間層 過渡層 硬度(HL) 420.433.458 513.501.479 492.479.414 318.337.307 相變受下述因素影響: 2.1 溫度的影響 由于碳在鐵素體中的溶解度較小(最高約為0.025%),而在奧氏體狀態(tài)下,滲碳溫度越高,碳在其中的擴(kuò)散系數(shù)越大,既滲碳速度越大。但溫度不宜過高,否則滲碳設(shè)備使用壽命顯著下降或損壞,而且溫度過高時(shí)間過長會(huì)造成滲層組織粗大,碳化物級別超差等缺陷。通常生產(chǎn)實(shí)際中采用900℃、930℃滲碳。 2.2 碳濃度的影響 緩冷裂紋與滲碳時(shí)的碳勢有關(guān)。 在滲碳初期,由于工件表面窮碳,接受活性碳原子的能力很強(qiáng),滲碳速度較快,此時(shí)爐內(nèi)碳勢較低,需要向爐內(nèi)通過大量的滲劑,以維持爐內(nèi)的碳勢,具體還與裝爐量有關(guān),此時(shí)如果不能及時(shí)補(bǔ)充滲劑,可能造成滲碳時(shí)間過長,碳濃度分布曲線下凹等缺陷,但也不能過強(qiáng),否則可能出現(xiàn)大量網(wǎng)狀碳化物而無法消除。 當(dāng)工件表面含碳量不斷升高,碳勢不斷建立的情況下,應(yīng)逐步減少滲劑的加入,滲碳進(jìn)入擴(kuò)散階段,如果此時(shí)仍保持大劑量的滲劑,就要形成表面網(wǎng)狀碳化物,使?jié)B層的強(qiáng)度下降,脆性增加,尤其是抗拉強(qiáng)度的下降,對防止出現(xiàn)緩冷裂紋相當(dāng)不利。 2.3 滲碳時(shí)間的影響 當(dāng)滲碳溫度、碳勢確定以后,滲碳時(shí)間主要取決于有效硬化層深度,滲碳時(shí)間越長,硬化層越深,反之越淺。對于17NiCrMo6鋼硬化層在10-15μm的工件,如果擴(kuò)散期控制不好,時(shí)間過短,有可能造成滲層碳濃度分布曲線過陡,在以后的緩冷過程中,形成緩冷裂紋。 2.4 緩冷速度的影響 緩冷一般是在冷卻井中進(jìn)行的,其冷卻速度應(yīng)比空冷更加緩慢,以便盡可能得到較平衡的組織。如果由于某種原因,使緩冷速度相當(dāng)于空冷速度,結(jié)果就要出現(xiàn)緩冷裂紋。分析結(jié)果也表明,當(dāng)滲碳層表面的含碳量達(dá)到共析成分以上時(shí),滲層的淬透性不完全相同,在特定的緩冷速速下,發(fā)生不均勻相變,中間層的馬氏體比容較大,使表面受拉應(yīng)力,由于表層有惡化,承受不了大的拉力而開裂。 3 防止緩冷裂措施 通過上述分析可知,產(chǎn)生緩冷裂的條件一是滲層中存在著大量的塊狀及網(wǎng)狀碳化物,使之性能惡化;二是滲層中發(fā)生不均勻相變。預(yù)防措施是:首先要避免滲層中產(chǎn)生大量網(wǎng)狀碳化物。對于17CrNiMo6這種含Cr、Mo強(qiáng)碳化物形成元素的鋼,滲碳時(shí)碳勢不能過高,尤其是到了擴(kuò)散期,一定要把碳勢降到0.9%C左右,并保持一定的時(shí)間,防止產(chǎn)生碳化物。另外,要避免中間層產(chǎn)生馬氏體。緩冷效果比較好時(shí),一般組織比較平衡,沒有不均勻相變,但由于冷卻井內(nèi)比較潮濕,水分較大,使冷卻速度提高而產(chǎn)生裂紋。如果冬天環(huán)境溫度比較低,工件裝爐量少,雖然是在冷卻井中,冷卻速度仍很快,也容易產(chǎn)生緩冷裂。