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1、提高T12钢强韧性并获得板条马氏体优化方案quanmuyi（材料成型07-2）摘要 常规T12钢热处理为直接淬火回火工艺，获得组织硬度高韧性差，本实验采用等 温淬火工艺获得下贝氏体和板条马氏体组织具有高韧性和高强度，采用低温淬火工艺过程简 单获得大量板条马氏体是材料强韧性能提高关键词T12钢强韧性板条马氏体1引言既有高强度又有高韧性、耐疲劳又能经受多次冲击的位错型板条马氏体形态的利用，已 大大超出了低碳钢的范畴，改变热处理工艺参数，可以在中碳及高碳钢已获得以板条马氏体 为主的淬火组织，显著改善中碳钢及高碳钢的强韧性，这种控制淬火组织一形态的方法已经 成为中、高碳钢强韧性的一条重要途径。对高碳钢
2、，为减少因塑性、韧性低而产生的折断报 废，应设法保存较多的未溶渗碳体以降低奥氏体含碳量，从而生成较多甚至全部板条马氏体， 如低温、快速、短时奥氏体化淬火。本实验利用这些原理对传统生产工艺进行参数优化和方 案优化。2实验材料、实验设备钢号C%Si%Mn%S%P%T121.130.230.230.1050.021用10吨万能材料试验机进行拉伸试验，用NM T-3型显微硬度计和洛氏硬度硬度计测定 试样表面硬度，用透射电镜和N EOPHT型卧式显微镜拍照金相组织。加热用SG-5-10电阻炉将试样放入钢管内，填木碳保护。等温淬火用自制外热式盐炉，盐 浴成分为55%KNO3+45%N aNO2，用UJ-3
3、7电位差计、水银温度计和调压器联合控制等 温温度。误差控制在3 C内。3原理：1高碳钢要获得优异的强韧性，其组织应具备下列特点：1）球化组织中的碳化物要均匀、细小、圆整，因此淬火后的剩余碳化物也应均匀、细 小、圆整。2）马氏体针要均匀、细致，板条马氏体的份额要高。为此，应细化奥氏体晶粒，先形 成适量下贝氏体，以细化后形成马氏体的伸展空间。碳化物颗粒应均、细小以及微 区化学成分不均匀等，都可细化马氏体。有时同时能增加板条马氏体的份额。2高碳钢获得板条马氏体的途径：马氏体的形态与奥氏体的含碳量有关。奥氏体的含碳量低于0.5%时，淬火后基本上是 板条马氏体组织;含碳量高于1.0%时，淬火后基本上是片
4、状马氏休组织;含碳量为0.5%-1.0% 时，淬火后是板条马氏体组织与片状马氏体组织的混合组织，而且随着含碳量的增加，板条 马氏体组织减少。既有高强度又有高韧性、耐疲劳又能经受多次冲击的位错型板条马氏体形态的利用，已 大大超出了低碳钢的范畴，改变热处理工艺参数，可以在中碳及高碳钢已获得以板条马氏体 为主的淬火组织，显著改善中碳钢及高碳钢的强韧性，这种控制淬火组织一形态的方法已经 成为中、高碳钢强韧性的一条重要途径。对高碳钢，为减少因塑性、韧性低而产生的折断报 废，应设法保存较多的未溶渗碳体以降低奥氏体含碳量，从而生成较多甚至全部板条马氏体， 如低温、快速、短时奥氏体化淬火。3等温淬火：等温淬火
5、是将奥氏体化的工件淬入：8的等温盐浴中（一般在下贝氏体温度范围等温）较 长时间保温，使其获得下贝氏体组织，然后再空冷的淬火工艺。等温淬火的显著特点是保证有 较高硬度的同时,还保持有很高的韧性。淬火变形小。4低温淬火：低温淬火将正常加热温度压低20-30度，可获得体积分数为50%以上的板条马氏体的淬火组 织，挛晶马氏体也较细可以提高模具韧性。4试验方法：（）1预备热处理（1）正火920度（小工件保温15min大工件保温1h，细化过热钢的晶粒和消除过共析钢的 网状碳化物）（2）球化退火780 （小工件保温20min大工件保温数h改善钢材的可加工性和热处理工艺 性）（3）去应力退火650度（保温一小
6、时空冷）2淬火（1）大工件（预热500-600度）（2）加热到800度水淬火（3）在345度等温淬火3回火300度回火（在300度回火使马氏体中过饱和碳原子沉淀析出弥散分布的-相既提高 钢的韧性，又保持较强的强度、硬度和耐磨性。），大工件两次回火。）（二）1预备热处理（1）正火920度（小工件保温15min大工件保温1h，细化过热钢的晶粒和消除过共析钢的 网状碳化物）（2）球化退火780度（小工件保温20min大工件保温数h改善钢材的可加工性和热处理工 艺性）（3）调质。（4）去应力退火650度（保温一小时空冷）2淬火（4）大工件（预热500-600度）（5）加热到760度水淬火3回火300度
7、回火（在300度回火使马氏体中过饱和碳原子沉淀析出弥散分布的-相既提高 钢的韧性，又保持较强的强度、硬度和耐磨性。，大工件两次回火。25030D350400500图示为T12钢等温淬火的机械性能T12虽然在低温区295C;300C有k的峰值，但数值较低,350C虽有k的峰值，但却是下贝氏体和上贝氏体的过渡温度，所以取345是合理的。T12钢仪表元件常规工艺与等温淬火模具寿命比较热处理工艺硬度HRC寿命/次失效形式备注常规工艺780淬火+300回火555500根部断裂报废等温淬火工艺780加热+345等温淬火53.5-5519730刃口钝刃磨后可再用5结论：1）高碳钢经过等温淬火有效提高了强韧性。2）高碳钢采用调质加低温淬火工艺简单使组织获得大量板条马氏体，材料韧性提高较 大。3）低温、快速、短时奥氏体化淬火，生成较多板条马氏体，使高碳钢强韧性增强。6参考文献：1、热处理工艺及设计上海交大出版社彭其凤丁洪太主编2、实用热处理技术及应用 机械工业出版社马博龙王建林编著3、热处理工作者手册机械工业出版社4、新版工具钢金像热处理机械工业出版社蔡美良丁惠麟孟卢龙编著5、板条马氏体淬火在模具强韧化处理中的应用长沙航空职业技术学院机电工程系（湖南长沙 410124）刘劲松 模具制造2003.No.8总第25期6、碳钢等温淬火最佳参数的研究 内蒙古工业大学学报第17卷 第2期 燕来生1张伟 华
提高T12钢强韧性并获得板条马氏体优化方案
