成都40CrMo合金结构钢大型锻件的传统制造方式是采用大型钢锭开坯、自由锻造成形。但随着重大装备的不断发展,对大型锻件的要求越来越高,不仅规格和截面越来越大,而且内在质量也不断提高,传统的制造方式已经难以满足要求。为了适应高端装备的需求,实现大型锻件形质兼备的目标,急需对制造方式进行变革。为此,以传统钢锭制造技术提升和新型增材制坯技术开发为代表的均质化制坯、一体化制造及模锻化成形等制造方式应运而生。成都40CrMo合金结构钢大型锻件是电力、冶金、石化、造船、矿山、航空航天、军工等装备(图1)的基础部件,其经济带动性强,涵盖面广,是装备制造业产业链上不可缺少的重要一环。大型锻件传统的制造方式是自由锻造成形,“肥头大耳”和“傻大黑粗”曾经是大型锻件的代名词。
成都40CrMo合金结构钢20#是20钢的简易写法,属钢材中的一种材质。该钢属于优质低碳碳素钢,冷挤压、深谈淬硬钢。该钢强度低,韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为253-500MPa,伸长率≥24%。正火可促进该钢球化,细化大块状先共析铁素体,改进小于160HBS毛坯的切削性能。 该钢模具零件工艺路线为:下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成型→再结晶退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。成都40CrMo合金结构钢冷压毛坯软化处理规范 温度700~720℃,保温时间8~15h,再以50~100℃/h的冷速,随炉降至温度≤550~600℃,出炉空冷。处理前硬度≤143HBS,软化后硬度≤131HBS。淬火规范 温度910℃±10℃,10%NaCl盐水冷却。
成都40CrMo合金结构钢由于合金元素在回火时能阻碍钢中各种原子的扩散,因而在同样温度下和碳素钢相比,一般均起到延迟马氏体的分解和碳化物的聚集长大作用,从而提高钢的回火稳定性,即提高钢的抗回火软化能力,V、W、Ti、Cr、Mo、Si的作用比较显著,Al、Mn、Ni的作用不明显。含有较高含量的碳化物形成元素如V、W、Mo等的钢,在500~600℃回火时,析出细小弥散的特殊碳化物质点如V4C3、Mo2C、W2C等,代替部分较粗大的合金渗碳体,使钢的强度不再下降反而升高,即出现二次硬化。成都40CrMo合金结构钢Mo对钢的回火脆性有阻止或减弱的作用。
成都40CrMo合金结构钢多见的内生同化物要紧有硫化物、硅酸盐、氧化物等。它们在钢中的数目和组成与钢的成分、冶炼质量、浇注历程以及脱氧技巧有关。熔点高的内生同化,凝集先于基体金属,结晶不受阻碍,出现为有准则的棱角外形;熔点较低的内生同化,由于受已凝集金属的限制,形状多为球或条状、枝晶状沿晶界漫衍。硫化物与塑性较好的硅酸盐组元,当钢锭经锻压变形时,沿主变形方向延长,呈条带状。成都40CrMo合金结构钢对策是:1)钢液真空处理,炉外精炼,控制钢液质量;2)清洁浇注,防止外来同化污染与异金属进人; 3)合理铸造变形,改善同化漫衍。
成都40CrMo合金结构钢某微型车曲轴锻件材料为40CrH(GB/T5216-2004),该锻件热处理技术要求,锻件经过调质处理后,金相组织在1~4级之间,硬度为241~285HBW。普通调质工艺为锻件成形后空冷至室温,然后加热至850℃,保温一定时间后在浓度为10%的PAG淬火剂中淬火,然后进行回火,在连续式调质线进行调质处理。成都40CrMo合金结构钢锻造余热淬火工艺为锻件成形后在淬火油中淬火,淬火后的锻件在连续式回火炉中集中进行回火。经检验,采用锻造余热淬火工艺生产,各种性能指标满足客户要求。采用余热淬火工艺生产,省去了普通调质的淬火加热工序,可节约淬火加热用电259kWh/t,同时简化了工艺,缩短了生产周期。