SCM435冷镦钢亚温球化退火工艺研究

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SCM435钢是一种典型的中碳合金结构钢,由于其具有高铬的特点,使其具有较高的淬透性,经调质后获得良好的抗冲击性能、低温冲击韧性及较高的抗疲劳强度,主要用于制造10.9~12.9级高强和超高强度紧固件。采用冷成形制造高强螺栓之前,需经球化退火工艺使材料获得良好的塑性,然而球化退火工艺是紧固件制造过程中最耗时耗能的环节。因此,简化退火工艺,提高生产效率是高强度紧固件制备的迫切需要。  亚温球化退火工艺是在低于Acl温度以下等温的一种球化退火工艺,然而,通常认为在Acl以下等温使得碳化物完全球化周期较长,因而很少采用亚温球化退火工艺。但是,随着现代高线生产工艺的普及,目前已能够通过控轧控冷手段获得组织细小的终轧盘条,为亚温球化退火工艺的应用提供了前提条件。鉴于此,本文以SCM435冷镦钢的球化退火工艺为研究对象,采用箱式电阻炉模拟了不同保温时间、加热温度等工艺牛产条件,并采用金相显微镜、扫描电镜、拉伸实验、顶锻实验等测试与检测方法研究分析了亚温球化退火工艺参数对微观组织及力学性能的影响规律,获得主要结论如下:  (1) SCM435钢亚温球化退火工艺的最佳亚温等温温度为720℃,等温时间为5h;  (2)正火处理工艺对SCM435钢的球化退火效果有一定的促进作用,但作用较小;热轧态组织经球化后渗碳体颗粒弥散分布在铁素体基体上,而马氏体组织经球化后存在拉长形的铁素体晶粒,渗碳体颗粒沿其晶界分布;  (3)亚温球化退火工艺较某钢厂实施的双相区球化退火工艺具有更高的球化率、更低的硬度,并且缩短了退火时间,简化了退火工序;  (4)热轧态和退火态钢拉伸断口都为韧性断口,亚温退火态钢较热轧态和双相区退火态钢的断口韧窝分布更加均匀;冲击断口的SEM形貌分析表明,球化退火工艺进行后,材料的断裂方式由解理断裂向准解理断裂转变。  (5)退火态钢断面收缩率和伸长率都有所提高,硬度和硬化指数有所下降;双相区球化退火态钢部分顶锻试样发生开裂,而亚温球化退火态钢均未出现开裂情况,且亚温球化退火态钢具有更低的硬化指数及硬度,更高的断面收缩率,因而具备更低的加工硬化敏感性和更优良的冷成形性能。
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