3、1 淬火加热温度与铁素体含量及分布形态
图3为45钢淬火回火后的金相组织照片。试验过程中发现,在740～800 ℃范围内,随淬火温度升高,淬火组织中铁素体含量逐步减少, 马氏体量增加, 740 ℃淬火组织中有较多的铁素体(见图3a) ,因此钢的强、硬度较低;当淬火温度达到800 ℃后,组织中的铁素体已经很少,仅有2% ～5% ,其余全部为马氏体组织(见图3b) 。组织分析表明,淬火温度不同,淬火组织中的铁素体不仅含量发生变化,其分布形态也发生较大的改变。740 ℃淬火,铁素体的形态以块状为主(见图3c) 。随淬火温度升高,块状铁素体减少。770 ℃淬火,铁素体的形态为网状分布于奥氏体晶界(见图3d) 。800 ℃淬火,块状和网状铁素体基本消失,少量铁素体孤立分布于马氏体组织中(见图3b) 。
3、2 淬火加热温度与钢的强度和硬度的关系
由图2所示的45钢经740～800 ℃淬火后其强度和硬度的结果可知,随淬火温度提高,钢的强度和硬度增加,其原因是组织中铁素体逐步减少,马氏体含量增加。低于770 ℃,淬火温度对其强度和硬度的影响显著;高于770 ℃,其影响减弱。800 ℃淬火后组织中虽有极少量的铁素体,但由于晶粒细化[ 1 ] ,仍达到较高的强、硬度,力学性能接近于常规的840 ℃淬火。由图4可以看出,经不同温度回火, 45钢强度和硬度随淬火温度变化的规律基本相同。回火温度越高,钢的强、硬度越低,这与马氏体组织的分解程度有关。
4 45钢活塞亚温淬火工艺的确定
在反复试验的基础上,确定45钢活塞的亚温淬火温度为(780 ±10) ℃,为了不降低工件的力学性能,把回火温度相应降低到(550 ±10) ℃。新的调质处理工艺处理活塞时,淬火和回火保温时间适当的延长,以确保工件热透。经新旧工艺调质处理后的45钢的力学性能见表5。由表5可以看出,两种工艺处理后钢的力学性能很接近,新工艺可以满足活塞对材质的要求。
图3 不同工艺处理后45钢金相组织
( a) 740 ℃淬火, 450 ℃回火
( b) 800 ℃
图3为45钢淬火回火后的金相组织照片。试验过程中发现,在740～800 ℃范围内,随淬火温度升高,淬火组织中铁素体含量逐步减少, 马氏体量增加, 740 ℃淬火组织中有较多的铁素体(见图3a) ,因此钢的强、硬度较低;当淬火温度达到800 ℃后,组织中的铁素体已经很少,仅有2% ～5% ,其余全部为马氏体组织(见图3b) 。组织分析表明,淬火温度不同,淬火组织中的铁素体不仅含量发生变化,其分布形态也发生较大的改变。740 ℃淬火,铁素体的形态以块状为主(见图3c) 。随淬火温度升高,块状铁素体减少。770 ℃淬火,铁素体的形态为网状分布于奥氏体晶界(见图3d) 。800 ℃淬火,块状和网状铁素体基本消失,少量铁素体孤立分布于马氏体组织中(见图3b) 。
3、2 淬火加热温度与钢的强度和硬度的关系
由图2所示的45钢经740～800 ℃淬火后其强度和硬度的结果可知,随淬火温度提高,钢的强度和硬度增加,其原因是组织中铁素体逐步减少,马氏体含量增加。低于770 ℃,淬火温度对其强度和硬度的影响显著;高于770 ℃,其影响减弱。800 ℃淬火后组织中虽有极少量的铁素体,但由于晶粒细化[ 1 ] ,仍达到较高的强、硬度,力学性能接近于常规的840 ℃淬火。由图4可以看出,经不同温度回火, 45钢强度和硬度随淬火温度变化的规律基本相同。回火温度越高,钢的强、硬度越低,这与马氏体组织的分解程度有关。
4 45钢活塞亚温淬火工艺的确定
在反复试验的基础上,确定45钢活塞的亚温淬火温度为(780 ±10) ℃,为了不降低工件的力学性能,把回火温度相应降低到(550 ±10) ℃。新的调质处理工艺处理活塞时,淬火和回火保温时间适当的延长,以确保工件热透。经新旧工艺调质处理后的45钢的力学性能见表5。由表5可以看出,两种工艺处理后钢的力学性能很接近,新工艺可以满足活塞对材质的要求。
图3 不同工艺处理后45钢金相组织
( a) 740 ℃淬火, 450 ℃回火
( b) 800 ℃