一種合金鋼40Cr熱處理方法與流程
本發(fā)明涉及一種合金鋼40cr熱處理方法,屬于熱處理技術領域。
背景技術:
40cr鋼是機械制造業(yè)使用最廣泛的鋼之一,屬于中碳合金調(diào)質(zhì)鋼,冷鐓模具鋼,調(diào)質(zhì)處理后會有良好的綜合力學性能。根據(jù)標準gb/t3077-2015中推薦的熱處理進行調(diào)質(zhì),但標準中只推薦了淬火溫度為(850±15)℃,冷卻劑是油,回火溫度為(520±50)℃,冷卻劑是水或油。但具體保溫時間、冷卻介質(zhì)、冷卻時間都未提及,僅能根據(jù)經(jīng)驗判斷保溫時間、冷卻介質(zhì)、冷卻時間,但在實際生產(chǎn)中會產(chǎn)生力學性能不符合標準要求的廢件,對檢驗工作造成了很大的難度。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明需要解決的技術問題是提供一種合金鋼40cr熱處理方法,使得熱處理后的工件的力學性能指標全部符合標準要求。
為解決上述技術問題,本發(fā)明所采用的技術方案是:
一種合金鋼40cr熱處理方法,包括如下步驟:
a、淬火處理:將材質(zhì)為合金鋼40cr的工件放入馬弗爐中加熱至865℃進行淬火,保溫90min,采用冷卻介質(zhì)冷卻10min,所述工件的直徑為25mm,且每次淬火處理時馬弗爐中裝入4根工件;
b、回火處理:然后將工件加熱至470℃進行回火,保溫80min,采用冷卻介質(zhì)冷卻至室溫。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于:所述步驟a中的冷卻介質(zhì)為淬火液與水的混合液,且淬火液與水的體積比為1:10。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于:所述步驟b中的冷卻介質(zhì)為水。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于:所述步驟a和b中保溫時間根據(jù)計算公式(1)計算得到初始保溫時間,然后根據(jù)初始保溫時間和溫度進行調(diào)整確定最終保溫時間;
τ=αkd……………………………….(1),
其中:τ-工件加熱保溫時間;
d-工件有效厚度;
α-加熱系數(shù),當直徑≤50㎜時,加熱系數(shù)α取1.2~1.5min/㎜,當直徑>50㎜時,加熱系數(shù)α取1.5~1.8min/㎜;
k-與裝爐方式有關的修正系數(shù),一般取1~4。
本發(fā)明技術方案的進一步改進在于:熱處理后的工件力學性能:抗拉強度rm≥980mpa,屈服強度rel或rp0.2≥785mpa,伸長率a≥9%,斷面收縮率z≥45%。
由于采用了上述技術方案,本發(fā)明取得的技術進步是:
采用本發(fā)明熱處理的工件抗拉強度、屈服強度、伸長率和斷面收縮率的指標全部符合標準要求,降低廢品率和生產(chǎn)成本。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明:
根據(jù)標準gb/t3077-2015中推薦的淬火溫度為(850±15)℃,根據(jù)τ=αkd計算淬火初始保溫時間,其中,α取值1.2~1.5min/㎜,k取值4,d為工件有效厚度,根據(jù)實際生產(chǎn)而定,回火溫度為(520±50)℃。
根據(jù)初始保溫時間和溫度進行調(diào)整確定最終淬火溫度為865℃,保溫時間90min,回火溫度470℃,保溫時間80min。將工件按如下步驟進行熱處理:
a、淬火處理:將合金鋼40cr加工為直徑為25mm的試樣毛坯,放入馬弗爐中加熱至865℃進行淬火,每次放入4根,保溫90min,采用冷卻介質(zhì)冷卻10min,冷卻介質(zhì)為淬火液與水的混合液,且淬火液與水的體積比為1:10;
b、回火處理:然后將工件加熱至470℃進行回火,保溫80min,采用水冷卻至室溫。
對熱處理后的工件進行力學性能檢測:
將試樣毛坯加工為10mm的試樣樣棒,采用萬能拉伸試驗機進行性能測試,同時結(jié)合下述公式得到抗拉強度rm、屈服強度rel或rp0.2、伸長率a和斷面收縮率z:
公式:抗拉強度=最大力/原始截面積,即:rm=fm/so
屈服強度=屈服力/原始截面積,即:rel或rp0.2=(rel或rp0.2)/so
即:
即:
經(jīng)測量和計算后得到檢測數(shù)據(jù)如下表:
表1檢測結(jié)果表
從上表中可以看出:采用本發(fā)明的熱處理方法處理后的工件抗拉強度rm≥980mpa;屈服強度rel或rp0.2≥785mpa;伸長率a≥9%;斷面收縮率z≥45%;全部符合標準要求。
技術特征:
1.一種合金鋼40cr熱處理方法,其特征在于:包括如下步驟:
a、淬火處理:將材質(zhì)為合金鋼40cr的工件放入馬弗爐中加熱至865℃進行淬火,保溫90min,采用冷卻介質(zhì)冷卻10min,所述工件的直徑為25mm,且每次淬火處理時馬弗爐中裝入4根工件;
b、回火處理:然后將工件加熱至470℃進行回火,保溫80min,采用冷卻介質(zhì)冷卻至室溫。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種合金鋼40cr熱處理方法,其特征在于:所述步驟a中的冷卻介質(zhì)為淬火液與水的混合液,且淬火液與水的體積比為1:10。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種合金鋼40cr熱處理方法,其特征在于:所述步驟b中的冷卻介質(zhì)為水。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種合金鋼40cr熱處理方法,其特征在于:所述步驟a中保溫時間根據(jù)計算公式(1)計算得到初始保溫時間,然后根據(jù)初始保溫時間和溫度進行調(diào)整確定最終保溫時間和溫度;
τ=αkd……………………………….(1),
其中:τ-工件加熱保溫時間;
d-工件有效厚度;
α-加熱系數(shù),當直徑≤50㎜時,加熱系數(shù)α取1.2~1.5min/㎜,當直徑>50㎜時,加熱系數(shù)α取1.5~1.8min/㎜;
k-與裝爐方式有關的修正系數(shù),一般取1~4。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種合金鋼40cr熱處理方法,其特征在于:熱處理后的工件力學性能:抗拉強度rm≥980mpa,屈服強度rel或rp0.2≥785mpa,伸長率a≥9%,斷面收縮率z≥45%。技術總結(jié)