34CrNi3Mo鋼熱處理工藝優化
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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緊固件在機械構件中起到聯接、定位以及密封等作用，其中螺栓用量最大。隨著各類機械、設備的大型化，以及功率、轉速的不斷提高，螺栓類零件的工況條件更加苛刻，因此對螺栓材料的性能提出了更高的要求。如超臨界發電機組中的某型號高壓給水泵，工作壓力為23MPa，其用于密封與承壓的螺栓性能要求為Rm>1040MPa，Rp0.2>940MPa，AKV>75J。 34CrNi3Mo鋼具有良好的塑性、韌性、耐磨性、耐蝕性和一定的抗熱性，并且回火穩定性高、回火溫度范圍寬、冷熱加工性能好，在大截面、高負荷和承受沖擊載荷的大鍛件中得到廣泛應用。本文根據泵用高強度螺栓的使用工況和性能要求，對34CrNi3Mo的熱處理工藝進行研究，以期能夠用于高強度螺栓。
實驗材料為市售φ90mm退火態34CrNi3Mo低合金結構鋼，其化學成分(質量分數，%)為：0.32C，0.26Si，0.57Mn，0.62Cr，2.94Ni，0.57Mo，0.011P，0.006S。其固態相變點為：Ac1=725℃，Ac3=772℃。原材料的金相組織為分布均勻的珠光體，硬度為23.6HRC，可直接進行各種熱處理工藝實驗。為了更好更快地找出熱處理工藝參數對材料性能的影響規律，并得出最優的熱處理工藝，選用正交試驗方法進行實驗設計。
對34CrNi3Mo材料進行熱處理工藝設計需要考慮的因素主次為：回火溫度>回火時間>淬火溫度>淬火時間。34CrNi3Mo材料的力學性能滿足高壓給水泵高強度螺栓性能要求的最優熱處理工藝為：900℃×20min淬火+600℃×70min回火。用最優工藝處理后的微觀組織形貌為保持馬氏體位向分布的回火索氏體，晶界處沒有碳化物偏析，馬氏體團簇內部也沒有粗大的碳化物析出，保證了材料的高強度與高韌性。