一种合金钢40Cr热处理方法与流程
本发明涉及一种合金钢40cr热处理方法,属于热处理技术领域。
背景技术:
40cr钢是机械制造业使用更广泛的钢之一,属于中碳合金调质钢,冷镦模具钢,调质处理后会有良好的综合力学性能。根据标准gb/t3077-2015中推荐的热处理进行调质,但标准中只推荐了淬火温度为(850±15)℃,冷却剂是油,回火温度为(520±50)℃,冷却剂是水或油。但具体保温时间、冷却介质、冷却时间都未提及,仅能根据经验判断保温时间、冷却介质、冷却时间,但在实际生产中会产生力学性能不符合标准要求的废件,对检验工作造成了很大的难度。
技术实现要素:
本发明需要解决的技术问题是提供一种合金钢40cr热处理方法,使得热处理后的工件的力学性能指标全部符合标准要求。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种合金钢40cr热处理方法,包括如下步骤:
a、淬火处理:将材质为合金钢40cr的工件放入马弗炉中加热至865℃进行淬火,保温90min,采用冷却介质冷却10min,所述工件的直径为25mm,且每次淬火处理时马弗炉中装入4根工件;
b、回火处理:然后将工件加热至470℃进行回火,保温80min,采用冷却介质冷却至室温。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述步骤a中的冷却介质为淬火液与水的混合液,且淬火液与水的体积比为1:10。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述步骤b中的冷却介质为水。
本发明技术方案的进一步改进在于:所述步骤a和b中保温时间根据计算公式(1)计算得到初始保温时间,然后根据初始保温时间和温度进行调整确定更终保温时间;
τ=αkd……………………………….(1),
其中:τ-工件加热保温时间;
d-工件有效厚度;
α-加热系数,当直径≤50㎜时,加热系数α取1.2~1.5min/㎜,当直径>50㎜时,加热系数α取1.5~1.8min/㎜;
k-与装炉方式有关的修正系数,一般取1~4。
本发明技术方案的进一步改进在于:热处理后的工件力学性能:抗拉强度rm≥980mpa,屈服强度rel或rp0.2≥785mpa,伸长率a≥9%,断面收缩率z≥45%。
由于采用了上述技术方案,本发明取得的技术进步是:
采用本发明热处理的工件抗拉强度、屈服强度、伸长率和断面收缩率的指标全部符合标准要求,降低废品率和生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
根据标准gb/t3077-2015中推荐的淬火温度为(850±15)℃,根据τ=αkd计算淬火初始保温时间,其中,α取值1.2~1.5min/㎜,k取值4,d为工件有效厚度,根据实际生产而定,回火温度为(520±50)℃。
根据初始保温时间和温度进行调整确定更终淬火温度为865℃,保温时间90min,回火温度470℃,保温时间80min。将工件按如下步骤进行热处理:
a、淬火处理:将合金钢40cr加工为直径为25mm的试样毛坯,放入马弗炉中加热至865℃进行淬火,每次放入4根,保温90min,采用冷却介质冷却10min,冷却介质为淬火液与水的混合液,且淬火液与水的体积比为1:10;
b、回火处理:然后将工件加热至470℃进行回火,保温80min,采用水冷却至室温。
对热处理后的工件进行力学性能检测:
将试样毛坯加工为10mm的试样样棒,采用**拉伸试验机进行性能测试,同时结合下述公式得到抗拉强度rm、屈服强度rel或rp0.2、伸长率a和断面收缩率z:
公式:抗拉强度=更大力/原始截面积,即:rm=fm/so
屈服强度=屈服力/原始截面积,即:rel或rp0.2=(rel或rp0.2)/so
即:
即:
经测量和计算后得到检测数据如下表:
表1检测结果表
从上表中可以看出:采用本发明的热处理方法处理后的工件抗拉强度rm≥980mpa;屈服强度rel或rp0.2≥785mpa;伸长率a≥9%;断面收缩率z≥45%;全部符合标准要求。
技术特征:
1.一种合金钢40cr热处理方法,其特征在于:包括如下步骤:
a、淬火处理:将材质为合金钢40cr的工件放入马弗炉中加热至865℃进行淬火,保温90min,采用冷却介质冷却10min,所述工件的直径为25mm,且每次淬火处理时马弗炉中装入4根工件;
b、回火处理:然后将工件加热至470℃进行回火,保温80min,采用冷却介质冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的一种合金钢40cr热处理方法,其特征在于:所述步骤a中的冷却介质为淬火液与水的混合液,且淬火液与水的体积比为1:10。
3.根据权利要求1所述的一种合金钢40cr热处理方法,其特征在于:所述步骤b中的冷却介质为水。
4.根据权利要求1所述的一种合金钢40cr热处理方法,其特征在于:所述步骤a中保温时间根据计算公式(1)计算得到初始保温时间,然后根据初始保温时间和温度进行调整确定更终保温时间和温度;
τ=αkd……………………………….(1),
其中:τ-工件加热保温时间;
d-工件有效厚度;
α-加热系数,当直径≤50㎜时,加热系数α取1.2~1.5min/㎜,当直径>50㎜时,加热系数α取1.5~1.8min/㎜;
k-与装炉方式有关的修正系数,一般取1~4。
5.根据权利要求1所述的一种合金钢40cr热处理方法,其特征在于:热处理后的工件力学性能:抗拉强度rm≥980mpa,屈服强度rel或rp0.2≥785mpa,伸长率a≥9%,断面收缩率z≥45%。技术总结
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