34CrNiMo6风电用钢 34CrNiMo6调质工艺【合金结构钢/冷作工具钢/轴承

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34CrNiMo6钢输入轴是风电增速机中最重要的零部件之一。由于该工件的综合机械性能要求较高,采用传统工艺进行调质的工件冲击韧性特别是低温冲击韧性偏低,若提高回火温度，工件的硬度和强度指标又很难合格，为使34CrNiMo6钢输人轴调质后达到其性能要求,就必须对传统工艺进行优化。
传统工艺为:860℃淬火加热、油冷淬火、560℃回火。
【34CrNiMo6风电用钢 34CrNiMo6调质工艺】工艺中淬火加热温度860℃为34CrNiMo6钢的标准淬火奥氏体化温度，过高会带来淬火变形、组织粗化及残余奥氏体量增加等相应问题",过低则奥氏体化不充分,使工件淬火效果不好,调质后性能很难合格,所以淬火加热温度为860℃是合理的。
淬火冷却方式采用油冷，淬火冷却速度比较慢,冷却时间比较长,对生产周期影响比较大。由于淬火冷却速度受油温的影响比较大,该工艺对油温的控制要求比较高。
回火温度采用560℃ ，该温度过高会使工件的硬度偏低,过低会使工件的塑性和韧性指标不合格，在淬火条件已经确定的情况下,该温度根据工件的机械性能要求来确定。

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输入轴机械性能要求见表1 。

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从表1中可以看出,机械性能中的强度指标和硬度均匀性要求较高,均为封闭值,所以传统工艺中的回火温度可调整的空间不大。
工艺优化思路
对传统工艺进行优化,应从改善工件的淬火效果入手。而在淬火加热温度确定的情况下,要改善工件的淬火效果，就应该提高工件的淬火冷却速度,但是工件淬火冷却速度过快会增加工件淬火开裂的风险。所以应该通过对比试验,找出工件最合适的淬火冷却速度,以及对应的回火温度,尽可能地增加工件中的马氏体回火组织,提高工件的综合机械性能,进而达到工艺优化的目的。
试验材料及方法
34CrNiMo6钢为德国一个结构钢牌号，按德国标准DINEN10083-91要求,其化学成分见表2 。

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由表2可以看出,34CrNiMo6中含有较多的Cr、Ni和Mo元素,它的合金化程度较高,其淬透性很好P 。
对比试验采用材料为34CrNiMo6牌号V类锻件圆钢,单件尺寸为120mmx160mm~180mm,共14件依次编号1~14 。对14件试棒采用不同油温和双液(室温水淬2分钟+80℃油冷)淬火后,对调整回火温度进行对比试验,其工艺参数见表3 。
热处理用炉为箱式电阻炉,每次装炉量为1个试棒。用温度计测油温,精度为±1℃ 。拉伸试样和冲击试样的取样见图1 。

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金相试样取自冲断后的冲击试样。选取优化工艺的试样金相组织进行观察,以判定金相是否合格。 5试验结果及分析
从表4中可以看出1~8号试棒强度指标规律性下降,而冲击值提高,说明回火温度的提高对工件性能的达标非常重要。图2为3号试棒的冲击断口(-20℃)照片,呈脆性断口,而从强度指标看还有剩余,可以进一步提高回火温度来改善冲击值。 9号试棒为室温油(25℃)淬火,冷却速度不够,强度指标偏下限,580℃回火,冲击功合格。从10~14号试棒的机械性能可以看出:50℃、80℃油温淬火对性能指标影响不明显,而双液淬火性能较50℃、80℃油温淬火影响较高,虽然600℃回火能够得到更好的机械性能，但会降低工件的强度指标，而采用580℃回火工件的机械性能完全能够满足要求，从节约能源降低成本的角度看,580℃回火更加合理。图3为取自11号试棒冲击试样的金相显微组织,为回火索氏体组织。