大型耳轴锻件热处理工艺研究收稿日期：2013-04-06作者简介：郎庆斌（1980-），男，硕士，工程师.主要从事大型铸锻件的材料及热处理技术研究、齿轮渗碳工艺技术研究.E-mail：.摘要：通过对18CrMnMoB钢进行不同温度的淬火、回火调质处理，测定其力学性能，并对其显微组织进行对比分析，找出合理的热处理工艺范围.结果表明：18CrMnMoB钢的最佳淬火温度范围为880～900℃，大型耳轴水淬后在560～580℃回火，具有良好的强韧性，性能完全达到技术要求.关键词：18CrMnMoB钢；力学性能；淬火温度；耳轴中图分类号：TG156.6文献标志码：AStudyonHeatTreatmentProcessofLargeTrunnionForgingLANGQing-bin，ZHENGSan-mei，YINLi-tao，YUShen-jun，LIGuang，LIUXiao-en（CITICHeavyIndustriesCo.，Ltd.，Luoyang200093，China）Abstract：Testingresearchonmetallurgicalandpropertyof18CrMnMoBsteelwasmadeatdifferenttemperaturetoprocessquenching-temperinginordertodeterminethebesttemperaturefortheprocess.Theresultsshowedthatthebestquenching-temperatureis880～900℃.Forlargetrunnionforging，bestresultwithverystrongtoughnesscanbeachievedtomeetthetechnicalrequirementsafteritbeingprocessedunderwaterquenchingandthentemperedat560～580℃.Keywords：18CrMnMoBsteel；mechanicalproperty；quenchingtemperature；largetrunnionforging0前言炼钢转炉上的耳轴是转炉倾动装置的重要组成部分，其工作条件高温、多尘，会使耳轴产生挠曲变形，因此，要求耳轴具有足够的强度和韧性[1].18CrMnMoB钢具有良好的淬透性、锻造、焊接和切削加工等工艺性能，广泛用于制造工作温度在450℃以下的大截面高强度锻件.用18CrMnMoB钢制造耳轴，不但可以满足性能要求，还可以降低材料成本，具有重要的市场价值.1试验材料及主要技术指标某公司有两件特大型18CrMnMoB钢耳轴锻件，其调质尺寸如图1所示.技术条件中要求在700mm端的1/3半径处进行性能检验.由于工件截面较大，影响合金淬透性，热处理工艺是否合理对锻件力学性能影响很大，需通过热处理工艺试验来研究18CrMnMoB钢的热处理工艺参数，并制定其热处理工艺，使耳轴性能满足各项力学指标.试验样品的化学成分见表1，力学性能见表2.锻件应具有5级以上的实际晶粒度.表118CrMnMoB钢锻件的化学成分Tab.1Thechemicalcompositionofthe18CrMnMoBsteelforging表218CrMnMoB钢锻件的技术验收指标Tab.2Thetechnicaltargetsofthe18CrMnMoBsteelforging图1锻件的尺寸简图Fig.1Thedimensionsketchoftheforging2热处理工艺热处理工艺模拟不同的奥氏体化温度下的淬火试验及回火温度对性能的影响.试验在程序自动控制的热处理试验电炉上进行，试验电炉的最高加热温度为1300℃.将试验样品分成两组：第一组样品分别采用不同的奥氏体化温度进行淬火，然后在同一电炉内进行580℃回火；第二组样品在880℃保温淬火后分别进行不同温度回火.第一组样品淬火结束后，观察不同的奥氏体化温度对其组织与晶粒度的影响，见图2和表3.第一组试验的回火结束后，做室温拉伸和室温冲击测试，力学性能如图3所示.同理，第二组试验结束后做同样的室温拉伸和室温冲击测试，力学性能如图4所示.图2不同淬火温度下的组织Fig.2Themicrostructureatdifferentquenchingtemperature表3不同淬火温度下的晶粒度Tab.3Thegrainsizeatdifferentquenchingtemperatures图3淬火温度对室温力学性能的影响Fig.3Theimpactofquenchingtemperaturetothemechanicalpropertiesatroomtemperature图4回火温度对室温力学性能的影响Fig.4Theimpactoftemperingtemperaturetothemechanicalpropertiesatroomtemperature3结果与分析3.1组织及力学性能由组织、晶粒度和性能测试结果发现：试样在较低加热温度获得的淬火组织为板条马氏体+下贝氏体，见图2（a）.随着加热温度升高，合金元素溶入奥氏体内越来越多，奥氏体稳定性提高，淬透性随之提高，下贝氏体组织减少，主要为板条马氏体，见图2（b）和图2（c）.当加热温度达到940℃时，淬火组织基本为马氏体，见图2（d）.随着加热温度的提高，奥氏体晶粒长大逐渐明显，在860...