20CrNi2Mo鋼是一種新型的滲碳齒輪鋼，合金元素含量較高，經(jīng)過熱處理后因具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能以及耐磨性，而被廣泛應(yīng)用在重載齒輪、滲碳軸承以及農(nóng)用機(jī)械磨損件等要求耐磨損、耐沖擊的零件上。當(dāng)其用于制造重載齒輪時(shí)，由于重載齒輪傳遞動(dòng)力大，承受較大載荷，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)存在眾多的問題和缺陷。在重載齒輪熱處理時(shí)，工藝復(fù)雜，不便控制且成本也較高，易產(chǎn)生變形。因此針對(duì)熱處理后變形問題提出了新的熱處理工藝，研究了新的熱處理工藝以及原始工藝尺寸對(duì)20CrNi2Mo鋼性能的影響，旨在探索新的熱處理工藝提高20CrNi2Mo鋼的性能，減少熱處理變形量。
實(shí)驗(yàn)所用的20CrNiMo鋼已經(jīng)過軋制退火處理，研究?jī)煞N熱處理工藝方案對(duì)其拉伸性能、沖擊性能、硬度、畸變量以及顯微組織的影響。原始熱處理工藝方案是：920℃×8h滲碳+650℃×3h回火、820℃×6h淬火+180℃×2h回火。改進(jìn)后的熱處理工藝方案是：930℃×4h正火+930℃×10h滲碳、830℃×3h淬火+180℃×8h回火。對(duì)經(jīng)兩種工藝熱處理的試樣，分別進(jìn)行性能測(cè)試和顯微組織觀察。拉伸性能測(cè)試在INSTRON-5569萬能電子材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。硬度測(cè)試采用兩種硬度測(cè)量方法（洛氏硬度和顯微硬度），用HR-150手動(dòng)型洛氏硬度計(jì)測(cè)量金相試樣表面的硬度；顯微硬度的測(cè)量采用HV-1000型顯微硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。采用夏比U形缺口試樣測(cè)試沖擊韌度。分別對(duì)經(jīng)過不同熱處理工藝加工的試樣進(jìn)行磨光、拋光、腐蝕，制成相應(yīng)的金相試樣，然后用OlympusBH2-UMA型光學(xué)金相顯微鏡對(duì)顯微組織進(jìn)行觀察。
表1 試樣的性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)
|
性能指標(biāo) |
抗拉強(qiáng)度（MPa） |
伸長(zhǎng)率 （%） |
斷面收縮率（%） |
洛氏硬度（HRC） |
顯微硬度（HV） |
沖擊功 （J） |
|
原熱處理工藝 |
780.230 |
0.60 |
3.4 |
59.3 |
755.7 |
286.1 |
|
改進(jìn)后工藝 |
970.250 |
0.43 |
2.5 |
61.3 |
824.7 |
284.8 |
結(jié)果表明：采用改進(jìn)后的熱處理的熱處理工藝，試樣的伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、沖擊韌度與原始工藝相比變化不大，抗拉強(qiáng)度、表面硬度、熱處理畸變量均比用原始熱處理工藝處理的性能要好（見表1），因此重載齒輪用20CrNi2Mo鋼熱處理時(shí)應(yīng)采用改進(jìn)后的熱處理工藝代替原始工藝，為擴(kuò)大20CrNi2Mo鋼應(yīng)用領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。（心遠(yuǎn)）
