２盖 ＳＨＡＮＸ山西冶金 Ｉ ＭＥＩＩＡＵ ＵＲＧＹ ２５Ｃｒ５ＭｏＡ塑性和韧性不合格原因分析 原凌云 （山西太钢不锈钢股份有限公司， 山西太原０３０００３） ＮＴｏ．ｔ６ａｌ， ２１０３１４１ 文章编号：１６７２—１ １５２（２０１ １）０６—００２２—０２ 摘要：从２５Ｃｒ５ＭｏＡ的组织、晶粒度、冲击断口以及生产工艺等方面对钢材冲击韧性不合格的原因进行了分 析。结果表明，钢材终锻温度偏低，在钢材表面保留部分加工硬化，在后续的热处理中，容易使晶粒剧烈长大，导 致钢材晶粒粗大，塑韧性下降。通过适当的正火处理，完全消除了工艺上产生的缺陷，改善了钢材的韧性性能。 关键词：冲击韧性加工硬化晶粒度正火 收稿日期：２０１１—１０—１４ 中图分类号：ＴＧ１６２ 文献标识码：ｃ 柴油机上柱塞套属于重要精密零件，随着工程 柴油机功率的增加，对其材料的强韧性和表面硬度 提出了更高的要求，传统的氮化钢难以满足要求。 进行。对经过正火处理及未经过正火处理的金相试 样分别采用４％硝酸酒精进行试样侵蚀，采用 ｌｅｉｃａＤＭＲ光学显微镜实验设备观察显微组织。 １．２．２力学性能 美、俄等国家高压柱塞套采用的是具有高强韧性的 Ｃｒ－Ｍｏ钢（相当于２５ＣｒＳＭｏＡ）制造，该材料经过表 面氮化处理后具有高的表面硬度，同时基体又具有 高的强韧性…。而我国现有相关标准中尚无对应的 拉伸和冲击试样热处理在实验室自动控制加热 炉内进行。对经过正火处理及未经过正火处理的力 学性能试样进行了９３０ ｏＣ油淬及６００ ｏＣ回火处理。 钢种，因此，新型氮化钢２５Ｃｒ５ＭｏＡ的研制既可满足 工程柴油机柱塞套用材料的需要，又能为我国氮化 钢增加新的钢种。 在２５Ｃｒ５ＭｏＡ材料的试制过程中，钢材经锻造退 拉伸试验在ＷＥ一３０液压式万能试验机上进行；室温 冲击试验在ＺＢＣ一４５０Ｂ摆锤机上进行。对冲击试样 断口用ＳＥＭ４３０场发射扫描电镜进行分析。 ２实验结果 火后，按照技术要求取样、热处理，并进行了力学性能 测试，测试结果塑性及冲击韧性不符合要求。针对此 问题，文章进行了详细分析，并提出了解决办法。 １实验材料与方法 １．１实验材料 ２．１钢材的晶粒度及组织照片 对锻造后未处理的２５Ｃｒ５ＭｏＡ钢材直接进行取 样观测组织，钢的组织形貌特征及晶粒度照片见图 １；钢材经８６０ ｏＣ正火后，组织及晶粒度见下页图２。 试验材料为经“电炉冶炼一ＬＦ精炼一ＶＤ处 理一注５．８ ｔ矩型锭一红送初轧一均热一轧制一成 坯一退火一酸洗一电渣１ ｔ圆锭—退火—锻造—退 火一交库”工艺路线生产而成，其化学成分见表ｌ。 表１试验用钢的化学成分 ％ Ｏ．２７ Ｏ．２９ ０．５０ １０．００７ ４ Ｏｉ．００３６ ４．７Ｏ ０．４０￣）．０３４１ ０．ｏ６ｏ Ｏ．ｏ０１ ９ ｌ０．０４４ ０．０６１ｂ．０５＇ １．２实验方法 １．２．１金相检验 （ｃ） １ ｌ￡Ｉ（Ｓ） Ｃ ｆｖ） ｗ（Ａ１） ｗｆＢ） ｗｆｉ） ㈣ （ｃｕ １－１ 晶粒度照片 １－２组织照片 图１原始组织和晶粒度照片 ２．２钢材的性能及冲击断口形貌 金相试样正火处理在实验室自动控制加热炉内 作者简介：原凌云（１９７３一），男，就职于山西太钢不锈钢 股份有限公司技术中心，工程师。Ｔｅｌ：Ｏ３５１—３０１３４２６，Ｅ—ｍａｉｌ： ｙｕａｎｌｙ＠ｔｉｓｃｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ 对锻造后未处理的２５Ｃｒ５ＭｏＡ钢材直接调质处 理后，力学性能测试结果见下页表２，冲击断口照片 见下页图３；８６０℃正火后再进行调质处理的力学性 能见下页表３，冲击断口照片见下页图４。 ２０１１年第６期 杨宜宁：矿山机械产品设计数据库系统的研究与开发 ・ ３９ ・ 决了企业操作人员素质不高所带来的不便，企业节 （４）：１５—１６． 省了费用和时间。 ［５］ 耿东锋，王启广，李琳．我国综合机械化采煤装备的现状与发展 参考文献 趋势［Ｊ］．矿山机械，２００８，３６（１２）：ｌ一５． ［１］ 史志远，朱真才，藕振铎．矿山机械发展探讨［Ｊ］．矿冶，２００６，１５ ［６］ 卢新字．矿山机械行业及细分市场概况［Ｊ］．山东冶金，２００８，３０ （１）：８６—８９． （４）：７８． ［２］ 何敬德，华元钦．国内外煤矿采掘运装备技术现状一发展对策 ［７］ 戚天明从世界矿山机械发展趋势谈我国矿山机械发展策略 和思考［Ｊ］．煤矿机电，２００３，（５）：４—１０． ［Ｊ］．矿山机械，２００７，３５（１Ｏ）：１８． ［３］饶绮麟．２１世纪矿山机械的研究和开发［Ｊ］矿冶，２００３，１２（３）： ［８］ 陈志同．陈五一，林东．优化型切削参数数据库的数据结构［Ｊ］． １－－４． 计算机集成制造系统，２００７，１３（１ １）：８４－８８． ［４］ 徐小粤．采煤机械的技术现状与发展趋势［Ｊ］．中州煤炭，２００５， （编辑：苗运平） Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｓｉｇｎ Ｄａｔａｂａｓｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ＹＡＮＧ Ｙｉｎｉｎｇ （Ｓｈａｎｘｉ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｅｄ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｎｙ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｈａｎｄｉｌｙ，ｗｉｔｈ ｈｔｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｈｔａｔ ｐｅｒｓｏｎａｌ ｏｆ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｈａｄ ｈｅａｖｉｌｙ ｉｎｖｏｌｖｅｄ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｄａｔａｂａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ，ｕｔｉｌｉｚｅｄ ｔｈｅ ｓｏｆｔ ｏｆ ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ａｃｃｅｓｓ ａｎｄ ｍａｃｒｏｍｅｄｉａ ｄｒｅａｍｗｅａｖｅｒ ＭＸ２００４． Ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｄｅｓｉｎｇ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｙｐｉｃａｌ ｐａｒｔ ａｎｄ ｌｅｃｔｏｓｔｒａｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ Ｗｅｒｅ ｃｏｍｅ ｔｒｕｅ ｏｎ ｌｉｎｅ．Ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｅｒ ｏｆ ｈｔｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｕｐｄａｔｅ ｄａｔａ ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｃａｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｉｎｉｎｇ－ｍａｃｈｉｎｅｒｙ，ｄａｔｂａａｓｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ ａｃｃｅｓｓ， ｍａｃｒｏｍｅｄｉａ ｄｒｅａｍｗｅａｖｅｒ ＭＸ２０Ｏ４ （上接第２３页） Ａｎａｌｙｚｉｎｇ Ｏｆｆ－ｓｐｅｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ Ｃａｕｓｅ ｏｆ ２５Ｃｒ５ＭｏＡ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ Ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ＹＵＡＮ Ｌｉｎｇｙｕｎ （Ｓｈａｎｘｉ Ｔａｉｇａｎｇ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔａｉｙｕａｎ ０３０００３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉ１１ｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｉｍｐａｃｔ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｆａｕｌｔ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒｏｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ，ｉｍｐａｃｔ ｆｒａｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｒｅｔａｉｎｅｄ ｗｏｒｋ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ａｓ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｌｅａｄ ｔｏ ｇｒａｉｎ ｇｒｏｗｔｈ ａｎｄ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔ－ｍｅｎｔ． Ｄｅｆｅｃｔ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｗａｓ ｅｒａｓｅｄ ａｎｄ ｈｔｅ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ ｗａｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｅ ｎｏｒｍａｌｉｚｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｍｐａｃｔ ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ，ｗｏｒｋ－ｈａｒｄｅｎｉｎｇ，ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅ，ｎｏｒｍａ－ｌｉｚａｔｉｏｎ