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Nb鈮含量對(duì)20CrMnTi滲碳齒輪鋼淬透性的影響
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更新時(shí)間：2014-07-09
Nb鈮含量對(duì)20CrMnTi滲碳齒輪鋼淬透性的影響
汽車(chē)齒輪是重要的傳動(dòng)零件，必須滿足其復(fù)雜的性能要求。齒輪表面要經(jīng)過(guò)滲碳和淬火，以得到硬的表面和韌的心部，最終獲得優(yōu)異的耐磨性能和疲勞強(qiáng)度。當(dāng)滲碳層深度一定時(shí),根據(jù)菲克第二定律可知，滲碳溫度越高滲碳時(shí)間也就越短。高溫滲碳由于溫度較高，奧氏體晶粒易粗化。有效的措施就是添加Nb、V和Ti等元素，利用這些元素的碳氮化合物來(lái)防止高溫滲碳時(shí)晶粒粗化。
淬透性是齒輪鋼重要熱處理工藝性能，是使齒輪整個(gè)截面上獲得均勻組織和良好性能的前提，對(duì)熱處理畸變影響尤為突出，因此屬于齒輪鋼必保的性能。王毛球等人認(rèn)為Nb微合金化可能降低齒輪鋼的淬透性，其中有如下兩個(gè)原因：齒輪鋼的淬透性因晶粒細(xì)化會(huì)有所降低，根據(jù)SAE?J406-2009《鋼的淬透性測(cè)定方法》，晶粒度每增加一級(jí)，淬透性降低8%；另外，NbC析出會(huì)使奧氏體中固溶的C含量下降，從而進(jìn)一步降低淬透性。因此需要通過(guò)添加微量的B提高齒輪鋼的淬透性。另一方面，有研究表明Nb降低Ar3點(diǎn)，有穩(wěn)定奧氏體的作用。同時(shí)，Nb明顯推遲珠光體轉(zhuǎn)變和促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變。Nb降低Ar3點(diǎn)，推遲珠光體轉(zhuǎn)變和促進(jìn)貝氏體轉(zhuǎn)變，有利于提高淬透性。
從上述文獻(xiàn)可以看出，Nb對(duì)淬透性的作用存在巨大爭(zhēng)議，顯示了其對(duì)淬透性的影響的復(fù)雜性。
通過(guò)末端淬透性試驗(yàn)，研究了Nb含量對(duì)20CrMoTi鋼淬透性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，Nb含量不同的試樣，其硬度分布比較接近；硬度曲線上的拐點(diǎn)位置都在5～7mm處；而且隨著距淬火末端距離的不同，其組織變化規(guī)律基本相似。由此可見(jiàn)Nb含量不影響20CrMnTi鋼的淬透性。Nb對(duì)C含量和晶粒度的影響較小，對(duì)淬透性的影響較??；固溶的Nb含量很少，不能提高淬透性；Nb的析出相不會(huì)促進(jìn)鐵素體形核，不會(huì)降低鋼的淬透性。
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