热处理制度对T10钢组织和硬度的影响试验

1、热处理制度对T10钢组织和硬度的影响实验一、实验目的1. 论述T10钢球化退火和780C淬火后的组织和硬度。2. 探索了改变原始组织和热处理工艺(淬火温度)对其的影响。二、 概述T10钢是一种最常用的工模具钢，热处理后要求有高的硬度59 65HRC强度、耐磨性及适当的韧性等；T10钢ACm为800C,通常采用球化退火、Ac1+(3050) C 淬火及170C 200C回火的传统热处理工艺。 通常认为这可使钢获得具有最佳配 合的强度和韧性。一些工厂的生产实践表明，T10钢制冷变形模具使用寿命较低， 易出现壁裂、崩刃和折断等，以致过早报废。为此，我们探索改进T10钢的热处理工艺。三、实验步骤二实验

2、过程1. 试验方法试验用T10钢的成分见表1。选用粒状珠光体及片状珠光体两种原始组织，前者 试样仅用780r传统工艺淬火，而后者试样则用 740、780、840、900 T四种淬火 温度，随后进行机械性能检测试验。表1 T10钢的化学成分成分CSiMnPS含量%2. 试样的热处理预备热处理正火T10钢的ACm为800r，正火温度约为 ACm+3050°C，故取840E用下列经验公式计算加热时间：T aKD公式中 T加热时间，min；a加热时间系数，min/mm,（碳钢取 min mm-1 ；K装炉修正系数；D 工件有效厚度，mm正火工艺参数见表2，工艺曲线见图1。表2正火工艺参数工艺

3、正火参数加热温度/r保温时间/min冷却方式正火炉84040空冷箱式炉时间t/min图1正火工艺曲线正火后组织图见图2图2正火后组织（X 400）球化退火T10钢锻坯经10kw箱式电炉等温球化退火，在 770 C保温2 h，再冷到680C, 保温4小时，出炉空冷。机械加工后的机械性能、淬透性及金相试样，一部分按 传统工艺热处理，以作对比。球化退火工艺参数见表2。球化退火工艺曲线见图3。图3球化退火工艺曲线球化退火后组织如图4所示时间t/min图4等温球化退火后组织（X 400）最终热处理780 C,200T回火,最终热处理所有试样在箱式炉内进行最后热处理，等温球化退火试样淬火加热 正火试样淬火

4、加热分别为 740、780、840、900C保温，用水淬火， 然后磨加工到规定尺寸。每种工艺每个试验都取4个试样的平均值。 工艺参数见表3。用下列经验公式计算淬火加热时间：T aKD公式中 T加热时间，mi n；a加热时间系数，min/mm 碳钢取 min mm-1K装炉修正系数；D 工件有效厚度，mm表3 T10钢最终热处理工艺规范序号原始组织淬火加热温度/C时间/mi n冷却介质淬火炉17402片状珠光体780384030水箱式炉49005粒状珠光体780片状珠光体在淬火后组织如图图 5740 r 淬火（X 400）780 r 淬火（X 400）840 C 淬火（X 400）900 C 淬

5、火（X 400）图5片状珠光体在淬火后组织粒状珠光体淬火后组织如图6* HF780 C 淬火（X 400）图6 粒状珠光体淬火后组织3.性能试验方法检测各零件的硬度及观察各个显微组织，在HR15 A型洛氏硬度计上测定其硬度值，在XJL 02型金相显微镜上拍摄显微组织照片及测晶粒度。其它机 械性能试样断后也进行显微组织观察，并测了试样心部硬度。淬火后硬度、晶粒 度和组织检测结果见表5。序号原始组织热处理规范硬度(HRC金相组织1P片740 C淬火51细针状M钿板条M+A叶碳化物2780 C淬火52细针状M钿板条M+A叶碳化物3840 C淬火53针状M+Ar4900 r淬火50针状M+ Ar5P粒

6、等温球化+780r淬火针状M +Ar三结果分析1组织分析改变T10钢原始组织及奥氏体化温度，导致了马氏体组织结构发生变化。(1) 当原始组织为片状珠光体时,在740C、780C加热未完全奥氏体化，奥氏体含碳量不高，得到细针状、细小板条状马氏体；在840C、900r淬火后，碳完全融入奥氏体中，得到针状马氏体，且由于温度升高，得到的组 织较740C、780r淬火后组织粗大；900r在淬火时，温度过高，奥氏体 晶粒粗大，晶界过热，所以淬火后晶粒更加粗大，晶界出现弱化现象，如图5。(2) 当原始组织为粒状珠光体时,780 r淬火后的马氏体形态为针状马氏体，其 组织较均匀，如图6。硬度分析奥氏体化温度升高，奥氏体中碳含量增加，使硬度值有所增加，故740C、 780C、840r的硬度逐渐增加 ;900r加热，Ar晶粒粗大淬火后得到组织硬度 反而降低。四结论综上所述，与传统球化退火工艺相比，片状珠光体淬火得到的组织硬度与其 不同，在与传统工艺相同淬