顯微組織工藝論文

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1實驗材料與方法

實驗方法將一組試樣在加熱爐中加熱到950℃，保溫1h空冷進行正火處理；另一組試樣采用鍛造余溫正火處理，實驗中將試樣加熱至1000℃，保溫1h，緩冷至850℃，然后風冷至630℃放入等溫爐中，轉變完成后進行空冷。試樣拋光后用體積分數為4％的硝酸酒精溶液腐蝕，在NikonEPIPHOT300型光學顯微鏡下進行試樣顯微組織的觀察。硬度測試在HB－3000型布氏硬硬度試驗機上進行。表面輪廓測試用WYKO公司生產的RST500型非接觸光學輪廓儀進行。

2實驗結果的分析與討論

2．1組織形貌分析正火試樣的顯微組織為粒狀貝氏體＋珠光體及鐵素體，形成這種組織的原因是由于鋼的含碳量（質量分數）在0．17％～0．23％之間，屬于亞共析鋼，在奧氏體化后冷卻過程中，先共析鐵素體首先要析出；剩余奧氏體接近共析成分，在冷卻過程中形成片狀珠光體；產生貝氏體是由于正火冷卻速度比較快，而過冷奧氏體又比較穩定，在空冷過程中來不及發生珠光體轉變的奧氏體在接下來的冷卻中發生了貝氏體轉變。鍛造余熱等溫正火的微觀組織是鐵素體＋珠光體，形成這種組織是由于鍛后余溫為1000℃左右，試樣完全奧氏體化，在隨后的冷卻過程中速度緩慢，至630℃放入等溫爐中完全轉變，這一轉變溫度剛好與珠光體的轉變溫度吻合，所以在轉變過程中除了先共析鐵素體之外，并沒有貝氏體生成。

2．2硬度分析正火試樣硬度值較高而且各部分差別也較大；鍛造余熱等溫正火試樣硬度值相對較小，而且試樣各部分硬度均勻差別不大。這是由于正火試樣由于冷卻速度較快，轉變過程中得到了粒狀貝氏體，另外較快的轉變速度導致了珠光體的各片層間距差別較大，所以造成了硬度不均勻。鍛造余熱等溫正火由于冷卻速度較慢，等溫轉變完全，獲得的是鐵素體＋珠光體的平衡組織，而且珠光體片層間距均勻細小，所以表現在硬度上是各處比較均勻。

2．3表面輪廓的測量與分析鍛造余熱等溫正火的波峰與波谷差值在50nm～70nm之間，而普通正火的差值約為105nm。產生這一結果的原因主要是采用不同的熱處理工藝，形成不同的顯微組織，導致硬度不同而致。正火試樣在冷卻過程中，冷卻速度較快，得到了非平衡組織鐵素體＋珠光體＋粒狀貝氏體，粒狀貝氏體的M／A（馬氏體和奧氏體）小島和珠光體加鐵素體組織之間存在著較大的結構和相界間應力，在切削加工后得到釋放，造成了平衡組織和非平衡組織之間較大的表面變形量。而鍛造余熱等溫正火試樣加熱溫度高，完全奧氏體化后先緩冷，然后再630℃進行等溫轉變，直到轉變完成才進行空冷，所以最終獲得的是鐵素體＋珠光體的平衡組織。而且由于轉變速度慢，轉變充分，珠光體片層間距均勻，試樣各處組織、硬度均勻，強度韌性配合較好，因而加工后，表面變形比正火要小得多，表面光潔度較高。

3結論

（1）20CrMoH鋼經正火后組織為鐵素體＋珠光體＋粒狀貝氏體，鍛造余熱等溫正火后組織為鐵素體＋珠光體。

（2）正火后硬度值較大且不均勻，鍛造余熱等溫正火硬度值在HB175左右，且分布均勻，適合加工。

（3）正火試樣切削加工后表面變形量較大，鍛造余熱等溫正火試樣加工后表面變形小，光潔度高。

作者：王敏郭淑蘭徐學東單位：長春工程學院