新型无机淬火介质G35物理化学性质及适应性研究

作     者：李晓宇 lixiaoyu

作者单位：兰州理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马勤

授予年度：2010年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：G35淬火介质 热处理 变形开裂 冷却速度 显微组织 力学性能 断口形貌 

摘      要：本文针对郑州某公司研制、生产的G35型淬火介质进行了物理化学性能的测试;对G35水溶性淬火介质的工艺性能进行了试验研究：试样钢GCr15分别在820℃、840℃、860℃下淬火,淬火介质为水、油、G35型无机水溶性淬火剂,介质温度使用温度为25℃、40℃、55℃,淬火后绘制出淬硬层分布曲线,比较在不同介质中试样的淬硬层深度,分析淬火后各种情况下试样的变形开裂倾向性。对试样进行力学性能测试(冲击韧性)。用电子显微镜、扫描电镜对不同热处理后的钢进行断口形貌、微观组织结构获得针对试样钢GCr15使用G35淬火液的淬火工艺。得到如下几点基本结论： (1)G35型水溶性淬火介质随着介质使用温度从30℃-60℃的增加,其最大冷却速度从162.7℃/S-107.4℃/S逐渐减小。 (2)根据毒性试验,试样淬后不产生HCN、H2S、SO2等有害气体。 (3)通过淬透性试验分析,G35型水溶性淬火介质在不同淬火温度(820℃、840℃、860℃),介质使用温度分别为25℃、40℃、55℃。由于在淬火温度840℃,介质温度为40℃硬度分布特征不存在HRC陡降的现象,并且硬度HRC为59-65,较其它处理状态下淬硬层深。 (4)通过变形开裂倾向试验分析,试样分别加热到820℃、840℃、860℃,保温30 min后,再分别淬入G35型水溶液、水和32#机油里,介质温度为25℃,在淬火温度为840℃,介质温度为25℃时使用G35介质效果最好,既保证了淬后硬度HRC最好(60-65),又没有开裂情况,也是最小为0.01mm。 (5)针对于GCr15试样钢,通过淬透性试验、变形开裂倾向试验分析,综合考虑使用G35淬火介质的最佳淬火工艺是在淬火温度为840℃时保温30分钟,淬入40℃的G35淬火介质中,此时淬后硬度HRC为60-64,试样未发生开裂,变形量为0.005mm。 (6)经三种淬火介质淬火后的金相显微组织为回火马氏体、粒状碳化物以及残余奥氏体。840℃淬火为隐针马氏体。淬火后的显微组织由黑、白相间的两种马氏体区域所组成,白区呈现网状围绕黑区,在G35中淬火比在水和油中淬火后的组织黑白区域分布的更均匀一些。经三种淬火介质淬火后的断口形貌看出断裂属于准解理断裂,并伴有少量的韧窝, G35淬火的试样韧性介于水和油之间,综合比较淬火温度为840℃时的效果最好。