低碳低合金滲碳鋼的組織、性能與晶體學(xué)特征的研究.pdf

1、為了研究汽車齒輪和滲碳件在再制造修復(fù)處理時受熱對其使用性能和壽命的影響，對低溫回火的20MnCr5滲碳齒輪和20CrMnTi滲碳件試樣分別在350℃保溫20min一次、三次和五次進(jìn)行熱處理，以及分別在500℃保溫20min一次、三次和五次處理。使用光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和顯微硬度計(jì)對各試樣組織和性能進(jìn)行表征與分析。使用電子背散射衍射技術(shù)(EBSD)研究了20MnCr5和20CrMnTi兩種低碳低合

2、金鋼馬氏體以及它們經(jīng)過保溫處理后的晶體學(xué)特征。得到了如下結(jié)果：
　　 (1)20MnCr5齒輪和20CrMnTi低溫(180℃)回火滲碳件表層組織為殘余奧氏體＋片狀馬氏體。隨著與表面距離的增加，殘余奧氏體含量逐漸減少，馬氏體過渡為片狀和板條狀的混合形態(tài)。在芯部，組織主要為板條狀的馬氏體。齒輪表層0.3～0.4mm處有硬度最大值(850HV)，有效硬化層厚度約為1.4mm。20CrMnTi滲碳件表層0.2～0.3mm處有硬度最大值

3、(720HV)。有效硬化層厚度約為1.2mm。
　　 (2)經(jīng)過350℃/20min和500℃/20min的保溫處理后：表層殘余奧氏體發(fā)生了分解，馬氏體中過飽和碳的脫溶，碳化物析出；表層和芯部的硬度都有明顯的下降，并且表層下降的程度要大于芯部。
　　 (3)透射電鏡對20MnCr5齒輪中碳化物的分析表明，原始齒輪中有x-Fe5C2碳化物離散分布。350℃/20min處理三次后，有針狀的碳化物形成。500℃/20min保溫

4、三次后，析出了θ-Fe3C，碳化物有著球化的趨勢。
　　 (4)建立了擬合馬氏體{011}α極圖的方法，通過對原始（低溫回火）試樣{011}α極圖進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)，20MnCr5和20CrMnTi鋼中馬氏體與母相奧氏體之間的取向關(guān)系為K-S和N-W關(guān)系共存，主要為N-W關(guān)系。實(shí)際取向差分布特征與理論情況的差異也證明了這一點(diǎn)，使用應(yīng)變補(bǔ)償機(jī)理解釋了這一差異。TEM對20MnCr5鋼中馬氏體分析表明，板條間有只形成與相鄰的K-S關(guān)系板條

5、和N-W關(guān)系板條(011)/54.7°板條界存在，這也證明了K-S和N-W關(guān)系的共存。
　　 (5)20MnCr5齒輪試樣經(jīng)過350℃/20min和500℃/20min的保溫處理后，使用EBSD分析表明：質(zhì)量襯度圖灰度逐漸降低，因此缺陷密度和畸變程度逐漸下降；相等面積區(qū)域中不同取向差的晶界長度逐漸減小，因此晶粒在保溫后發(fā)生了長大。對20MnCr5和20CrMnTi各試樣選定區(qū)域中回火馬氏體與母相奧氏體的取向關(guān)系仍服從K-S關(guān)系和