截齿齿体材料的选用
时间:2016-09-25 作者 :admin
根据对截齿的基本要求,国内齿体材料普遍采用具有良好锻造性能的优质合金钢,如20CrMnTi、35CrMnSi和42CrMo。
从发展角度看,对齿体材料不作硬性规定是合理的,仅要求齿体钢材的机械性能和化学成分符合(GB3077-82)规定,热处理后的硬度达到40-45HRC即可。
(1)20CrMnTi作为截齿齿体材料,有较高的淬透性和心部硬度,其心部极限强度在800-1200MPa之间,锻造温度区大,容易精锻成型且成品率高。20CrMnTi钢的Acl、Ac3分别为735°C、840°C左右,随着淬火温度的逐步升高,钢的组织发生明显的变化。740-760°C淬火时,组织中存在大量铁素体,由于铁素体量相对较多,一般呈大块状,晶粒粗大,铁素体晶粒之间彼此相连。提高淬火温13 度,可使组织中铁素体含量降低,但铁素体形态未改变,仍为大块状。760-800°C之间淬火,随着淬火温度的提高,铁素体的量进一步减少,彼此之间不再相连,铁素体晶粒也由块状变成细片状。淬火温度接近其Ac3临界点时,淬火后其组织中铁素体含量已非常少,细小的铁素体只能呈彼此孤立的孤岛状分布。当淬火温度超过其上临界温度后直至930°C,组织中已无铁素体,为正常的淬火组织,但随着淬火温度的提高,晶粒大小会发生变化。20CrMnTi钢经不同温度淬火后的硬度值的变化反映出其内部组织的改变。
(2)35CrMnSiA是高强度钢,在等温条件下预处理,可获得强度、塑性、韧性合理的分配。要满足煤炭部截齿生产标准,热处理工艺必须为等温淬火。目前,国内35CrMnSiA钢制造的截齿齿体多采用880°C淬火,240°C回火的热处理工艺。随着等温时间的延长,抗拉强度缓慢下降,塑性上升,出现这种变化的主要原因是经不同时间的等温淬火后,组织中马氏体和贝氏体相对量不同,等温时间较短时,马氏体所占比例大,随着等温时间的延长,贝氏体量增加,故强度随等温时间的延长呈下降趋势。等温5min左右,贝氏体和马氏体含量达到了良好的配合,这时的硬度有所提高。等温淬火后回火与否,对于硬度值有很小的影响,但淬火低温回火或等温淬火后,该材料横向性能比纵向性能差,有明显的回火脆性等缺陷。
(3)42CrMo属于中淬透合金钢,无回火脆性,调质后有较高的疲劳极限和抗多次冲击能力,与35CrMnSiA合金钢相比,更适合截齿的受力特性,更适宜作截齿材料。42CrMo钢经等温淬火工艺可获得下贝氏体组织,具有高强度和优良的耐一延迟断裂性能。该钢在460°C等温淬火可获得典型的羽毛状上贝氏体及近似对称分布其上的贝氏体,500°C等淬火时形成上贝氏体和无碳贝氏体共存、以上贝氏体组织为主的混合组织,540°C等温淬火,可得到板条马氏体及针状无碳贝氏体组织,当等温淬火时间较长时,得到典型无碳贝氏体,此贝氏体组织多为粒状且相邻贝氏体组织相互衔接,因为无碳贝氏体形成的早期不是通常所见的粒状,而是针状。经880°C淬火,组织为板条马氏体加下贝氏体,960°C淬火可得到下贝氏体,少量孪晶马氏体和板条马氏体,1000°C淬火,由于碳及合金元素在奥氏体中充分固溶,提高了过冷奥氏体的稳定性,抑制贝氏体的转变,从而消除了淬火组织中的下贝氏体,获得板条状马氏体、少量残余奥氏体及少量孪晶马氏体组织。