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步驟1:創(chuàng)建名片

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步驟2:投放名片

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鋼齒輪滲碳緩冷裂紋分析   摘要:針對(duì)17CrNiMo6鋼齒輪緩冷出現(xiàn)裂紋問(wèn)題,分析了產(chǎn)生裂紋的原因,并提出了預(yù)防措施。   1 前言   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(guò)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?cè)谥锌圃旱闹笇?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(guò)程中產(chǎn)生不均勻相變?cè)斐傻摹B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,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(jiàn)下表。   檢查部位 滲碳層 母材   外表層 中間層 過(guò)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(較高約為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(guò)高,否則滲碳設(shè)備使用壽命下降或損壞,而且溫度過(guò)高時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成滲層組織粗大,碳化物級(jí)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(shì)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(shì)較低,需要向爐內(nèi)通過(guò)大量的滲劑,以維持爐內(nèi)的碳勢(shì),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(guò)長(zhǎng),碳濃度分布曲線下凹等缺陷,但也不能過(guò)強(qiáng),否則可能出現(xiàn)大量網(wǎng)狀碳化物而無(wú)法消除。   當(dāng)工件表面含碳量不斷升高,碳勢(shì)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(duì)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(shì)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(zhǎng),硬化層越深,反之越淺。對(duì)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(guò)短,有可能造成滲層碳濃度分布曲線過(guò)陡,在以后的緩冷過(guò)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,在特定的緩冷速度下,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(kāi)裂。   3 防止緩冷裂紋措施   通過(guò)上述分析可知,產(chǎn)生緩冷裂紋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(duì)于17CrNiMo6這種含Cr、Mo強(qiáng)碳化物形成元素的鋼,滲碳時(shí)碳勢(shì)不能過(guò)高,尤其是到了擴(kuò)散期,一定要把碳勢(shì)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(méi)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)生緩冷裂紋.
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