ZG29MnMoNi的热处理工艺研究2.pdf

ZG29MnMoNi 的热处理工艺研究 钟应淑 （大江工业集团专用车厂热处理车间，重庆 401321 ） 摘要：介绍了对新材料ZG29MnMoNi 热处理工艺方案的制定方法及其热处理工艺 性方案的试验过程，采用机械性能试验和金相试验等手段，对ZG29MnMoNi 的热 处理工艺方案试验结果进行验证，找到了用 250KW 台车式电阻炉处理 ZG29MnMoNi 零件，既节能又能保证铸钢件热处理质量的可行热处理方案和关键 控制因素。 关键词：ZG29MnMoNi ；热处理方案；机械性能 我车间于 2004 年初承接了一批材料为 ZG29MnMoNi 的调质处理零件，形状复杂，重达 100kg/件，是某产品的关重零件，ZG29MnMoNi 是产品改进设计，提高零件强度级别后，新 研发的材料，零件的使用寿命为9 年以上。要求每冶炼炉次的零件带试样，试样随零件同炉热 处理，再将试样作机械性能和金相试验，实验结果合格后方能投入使用。由于 29MnMoNi 为 非常规材料，在现有资料上无法查找其临界点及相关热处理参数，这给ZG29MnMoNi 零件的 热处理工艺方案的制定带来了难度，并且铸钢件在浇铸过程中存在许多不确定因素，将影响其 铸态组织，为了保证零件调质质量，在调质前必须进行预处理，尽可能的改善铸钢件的铸态组 织（如粗晶、成分偏析等），为调质处理作好组织准备，以保证零件在调质处理后机械性能达 到设计技术要求。 1 材料及性能要求分析 1.1 ZG29MnMoNi 化学成分（表1） 表1 ZG29MnMoNi 化学成分（质量分数，％） 元素 ％C ％Si ％Mn %Mo %Ni %S、P %Cu 成分 0.22～0.32 0.20～0.45 1.10～1.50 0.20～0.30 0.20～0.30 ≤0.040 ≤0.30 1.2 机械性能要求（表2 ） 表2 机械性能要求 力学性能指标 σ(MPa) σ(MPa) ψ% δ% AK (-40℃) HB s b V 要求 ≥415 ≥620 ≥22 ≥45 ≥34J 179-24 1 1.3 合金化分析 1 29MnMoNi 属于低碳合金钢，其所含合金元素的作用：Ni 是非碳化物形成元素，（1）溶 入α-Fe 中，形成固溶体，强化基体，或者形成金属间化合物；（2 ）使奥氏体晶粒细化，达到细 晶强化的目的；（3 ）降低过热敏感性，起到沉淀强化作用，提高钢的回火稳定性；（4 ）对脆性 〖〗 1 转变温度的影响不明显 。Mn 、Mo 是碳化物形成元素，（1）碳不能与Mn 形成间隙相，而形 成一种只有复杂晶格的碳化物，如：Mn(Fe)或形成Mn C(Fe C)等稳定的碳化物；（2 ）Mn 可溶入 3 3 Fe C 形成 （FeMn）C 等；（3）Mn 能与铁生成无限互溶的γ-Fe 相，即强化γ-Fe 。Mo 可以降低过 3 3 热敏感性，起到沉淀强化作用，提高钢的回火稳定性等，当零件回火到 400 °C 以上时，碳化 〖〗 2 物从基体中析出起弥散强化作用 。 1.4 机械性能分析 根据 ZG29MnMoNi 这种材料的合金化分析可知，要通过热处理方法保证表 2 所要求的强 度较容易。重要的