8620钢的正火工艺研究

　　正火能合理调整工件内部的微观缺陷，细化晶粒，提高综合力学性能，而且正火工艺比较低廉，通常采用正火对8620 进行预备处理。鉴于现今対8620 合金钢的正火处理存在一些问题，如魏氏组织的存在，大块珠光体组织以及晶粒不均匀等影响产品使用寿命。从常规工艺入手，通过改变等温时间和冷却速度，找出各自影响的结果，寻求优化工艺，从而消除金属工件热处理过程中出现的问题，提高产品质量。
　　8620 合金钢是美国钢号与国内20CrNiMo 相当，属于优质本质细晶粒合金钢。8620 合金钢在国内被广泛用于齿轮轴、阶梯轴等生产中，由于工件是由锻造成型，高温状态使得工件晶粒粗大和组织不均匀， 为了使工件得细化均匀的组织并为以后渗碳工艺做准备， 要对其进行正火预处理。但在实际生产中的金相组织常伴有魏氏组织以及大块珠光体组织，在此，特对其工艺进行改进研究。
      8620 钢常用的工艺程序：
　　锻造→正常化→正火或退火(为以后做准备)→粗机加工→半成品加工→渗碳或碳氮共渗和淬火→回火
　　在锻造时加热最高温度1 245 ℃， 当煅件温度降低到约为900 ℃以下时应停止锻造。若要使钢正常化宜加热到925 ℃，然后空冷。
　　1.  正火工艺研究
　　1.1  魏氏组织
　　工业上将具有先共析片(针)状铁素体或针(片)状渗碳体加珠光体组织都称为魏氏组织。前者为α-Fe 魏氏组织，后者为渗碳体魏氏组织。
　　1.2  黑块
　　黑块是奥氏体在冷却过程中产生的伪共析组织， 在A1 点以下， 随着过冷奥氏体转变温度的降低，亚共析钢中先共析铁素体，当过冷到一定温度时不再析出铁素体。在这种情况下，过冷奥氏体全部转变为珠光体组织，但合金成分并非共析成分，故成为“伪共析组织”。只有在A1 点以下，在GS 线和ES线的两条延长线之间。过冷奥氏体温度越低，伪共析程度越大。
　　1.3  硬度与冷速的关系
　　冷却速度不一样，钢发生固态转变的温度也不一样，得到的组织也有很大差异，一般来说冷却速度越快，钢转变的温度越低，转变后得到的组织硬度也越高。比如珠光体型组织的层片间距就随形成温度的降低而变小,硬度会相应提高。
　　1.4  等温转变曲线与连续冷却转变曲线
　　在实际生产当中，热处理的冷却多采用连续冷却，已得到相应的组织，例如8620 钢目的是得到珠光体和铁素体。过冷奥氏体连续冷却转变图又称CCT 曲线，它是通过测定不同冷却速度下过冷奥氏体的转变量获得的。A—奥氏体，F—铁素体，B—贝氏体，M—马氏体;Ac3 为825 ℃，Ac1 为745 ℃。在925 ℃奥氏体化，晶粒度9 级。
　　3.  结论
　　通过对8620 钢的正火工艺系统研究，可以看出正火工艺的等温时间与风冷时间等参数对试样最终组织和性能的影响较大。组织的好坏也直接影响到试样的性能。晶粒晶界不清晰通过实验可知是由于在等温炉里等温时间不够长，组织转变不完全。魏氏组织则是由于风冷时间和强度决定： 一般冷却越大魏氏组织越多。由于冷却速度影响试样中珠光体的片层间距，冷速越大片层间距越小，片层间距越小材料的硬度越大。