20Cr2Ni4A替代18Cr2Ni4WA齿轮材料钢的加工试验
18Cr2Ni4WA合金钢高硬度热处理加工过程试验
18Cr2Ni4WA合金钢高硬度热处理加工过程试验摘要：18Cr2Ni4WA是特种钢，在渗碳淬火的过程中容易形成大量的残余奥氏体，从而使硬度难以超过HRC56。
本文通过可控气氛多用炉渗碳、淬火、高温回火、二次淬火、冷冻、回火的实验过程，可使渗碳层4mm以上的。
零件表面硬度达到HRC60以上。
关键词：18Cr2Ni4WA、可控气氛多用炉、渗碳淬火、残余奥氏体、表面硬度引言现代社会，汽车是一个国家工业的缩影。
其高性能、高技术的要求，决定了汽车齿轮箱在设计制造技术方面要先于其它工业部门追踪世界先进技术水平。
高精度硬齿面齿轮代表了车用、船用齿轮传动装置的发展方向。
齿轮渗碳淬火后的性能除与心部性能有关外，还受渗碳层深度、渗碳层的碳含量与金相组织、内应力的分布等因素的影响1.工艺分析某专业热处理厂今年承接一批军用汽车齿轮热处理任务，该齿轮材料采用18Cr2Ni4WA 。
18Cr2Ni4WA是一种优质合金钢，强度高，韧性及淬透性好。
18Cr2Ni4WA化学成份如下：碳 C ：0.13～0.19硅Si：0.17～0.37锰Mn：0.30～0.60硫S ：≤0.25磷P ：≤0.25铬Cr：1.35～1.65镍Ni：4.00～4.50铜Cu：≤0.025钨W ：0.08～1.2018Cr2Ni4WA的热处理参数：正火温度为930℃-950℃，渗碳温度为900℃-950℃。
第一次淬火温度860℃-880℃，第二次淬火温度780℃-810℃。
齿轮技术要求：渗碳层深4.5-5.2mm，表面硬度HRC61-64，碳化物级别<5级，残余奥氏体<3级。
针对该产品的材料特点及技术要求、用途，确定在丰东600kg可控气氛多用炉中加工。
丰东600kg可控气氛多用炉的特点比较突出，它采用日本PVH表进行编程，并对时间、温度、碳势进行控制，温度的控制精度在±5℃，碳势的控制精度在±0.05%CP，炉内的气氛由丙烷提供，以甲醇为气氛载体。
18Cr2Ni4WA钢质量性能相关问题研究
18Cr2Ni4WA钢质量性能相关问题研究摘要：本文通过对 18cr2ni4wa钢的组织分析；讨论了组织与性能的关系，提出了断裂模型及获取最佳强韧化组织的工艺措施。
关键词：贝氏体强度韧性塑性中图分类号：tg113.25+41.前言本文从探讨粒状贝氏体和粒状组织的组织因素与机械性能之间的关系出发，着重讨论了具有不同形态小岛（m-a）的粒贝和粒状，着重分析研究静拉伸、冲击和疲劳过程中的断裂行为和断裂机理，并以此为根据，对粒贝和粒状组织的强度、塑性和韧性的指标进行分析与解释，试图为获得最佳强韧化组织提供依据。
2.试料及实验实验使用电炉熔炼钢，坯料经1200℃热轧至900℃成160方，再经640℃/40h保温回火。
取9组拉伸、冲击试样，2组裂纹扩展速率试样（三点弯曲：15×30×140mm）；两组小冲击（2×10×30mm）、小拉伸（1×15×50mm）及小疲劳（8×15×60mm）试样。
试样方向均为t-l。
小试样经热处理后，予制裂纹并对其表面进行组织腐蚀显示，之后分别进行锤击、拉伸和疲劳试验，使裂纹扩展，观察其裂纹扩展路径。
采用金相、透射电镜和扫描电镜观察分析其组织、断口和裂纹扩展途径。
在试验机上测定裂纹扩展速率，用结点法测定小岛的体积百分数，用x光和磁性法测定残余奥氏体量（ar）.3.试验结果分析初步分析表明，在所有热处理工艺下，其组织均为岛状组织，都得不到单一结构小岛的粒状贝氏体和粒状组织。
冲击断口最突出特点是大都存在着一定比例的结晶状，有的甚至可达95%；而且结晶状比例及ak值都与（m-a）岛及m岛的数量有关。
应力应变过程中，富碳a岛向m岛转变。
用磁性法对拉伸试样与拉伸前后其ar的变化进行了测量，结果表明：应力应变导致奥氏体岛向m岛转变a、冲击断裂模型试样在外力作用下，在缺口前端应力最大处的bf或mf基体上，在与拉应力成45°角方向上发生滑移，位错运动在岛前受阻、塞积产生应力集中。
齿轮钢18Cr2Ni4WA磨削烧伤实验及仿真预测研究
Ｄ ｏＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － １ ０ ９ ３ ． ２ ０ １ ７ ． １ ０ ． ０ １ ６
Ｅｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎｔ ａ ｎｄ Ｓ ｉ ｍ ｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｇｒ ｉ ｎ ｄｉ ｎ ｇ Ｂｕ ｒ ｎ ｏ ｆ Ｇｅ ａ ｒ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ １ ８ Ｃｒ ２ Ｎｉ ４ Ｗ Ａ
（ １ ． Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｆ ｕ ｎ ｄ ａ ｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ８ １ 。 Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理试验
性 、 定性 、 稳 可操 作 性 、 经济 性 和 环 保 等 方 面 的 要求 。对 Ｇ ０ ｒＮ４ ２ Ｃ２ ｉＡ钢制 轴 承 滚子 淬 火 时 可
选择淬火介质 ， 应当兼顾淬火介质冷却特
・选 用淬火 剂油 ； Ｇ ０ ｒ ｉＭｏ 对 ２ ＣＮ２ Ａ钢制轴 承 滚子 淬 火时 ， 经过试 验 可根 据滚 子 尺 寸选 用 冷却 能
工周期 。
承行业使用的两种渗碳轴承材料 。我 国制造轴 承
滚子主要选 用 Ｇ ０ ｒＮ４ ２ Ｃ２ ｉ Ａ钢 ， 世界上一些 国家选 用与之类 似 的钢 种如 Ｇ１ＣＮ４ Ａ钢 等制 造 尺 ５ ｒｉ Ｍｏ
寸较大的轴承滚子， 这主要是 由于它们的淬透性 较好 ， 临 界 直 径 上 、 限 为 ９ —５０ ｍ。 其 下 ０ ５ｍ 而 Ｇ０ ｒｉ ｏ ２ＣＮ２ Ａ钢淬透 ｆ次之 ， 临界直 径上 、 限 Ｍ 生 其 下 为 Ｉ ８ｍ ８～ ０ ｍ。轴承行业 渗碳热处理淬火 时 ， 一般 用淬 火 油 冷 却 ， 火 油 冷 却 能 力 较 低， 淬 对
明， Ｇ ０ ｒｉ ｏ 用 ２ ＣＮ２ Ａ钢代替 Ｇ ０ ｒＮ４ Ｍ ２ Ｃ２ ｉ Ａ钢制造轴承滚子 ， 渗碳过程易于控制 ， 淬火时可根据滚子 尺 寸不 同 ， 择 合适 的淬 火冷却 介 质 ， 完全保 证 Ｇ ０ ｒｉＭｏ 选 能 ２ ＣＮ２ Ａ钢 制造 的轴 承滚 子 的淬 火 质量 ， 在 满足技术要求的同时， 即节约了材料费用 ， 又减少了热处理加工费用 ， 具有推广价值。 关 键词 ： ２ ＣＮ ２ Ａ钢 ； 承滚 子 ； 处理 Ｇ ０ ｒ ｉＭｏ 轴 热
轴 承技 术
２０ ０９年第 ４期
・ ５・ ２
Ｇ ０ ｒ ｉＭ Ａ钢 代 替 Ｇ ０ ｒＮ４ ２ ＣＮ２ ｏ ２ Ｃ２ ｉＡ 钢制造轴承滚 子的热处理试验
20cr2ni4a圆钢用途 -回复
20cr2ni4a圆钢用途-回复20Cr2Ni4A是一种常见的合金钢材，它的成分主要包括碳、铬、镍和硅等元素。
这种材料具有高强度、高硬度和抗磨损等优良特性，因此被广泛应用于各个领域，尤其在机械制造、航空航天和汽车工业中扮演着重要角色。
在本文中，我们将深入探讨20Cr2Ni4A圆钢的用途及其在不同领域中的应用。
1. 机械制造20Cr2Ni4A圆钢在机械制造领域中是一种常见且重要的材料。
这是因为该钢材具有出色的强度和硬度，能够承受高温和高压环境下的严峻条件。
机械零件、齿轮和轴承等关键部件通常需要具备较高的强度和耐磨性，而20Cr2Ni4A钢材正是满足这些要求的理想选择。
例如，一些高速齿轮、传动轴和滚筒等常常采用20Cr2Ni4A钢材作为制造材料。
2. 航空航天20Cr2Ni4A圆钢在航空航天领域中也扮演着重要角色。
航空发动机的高温和高速工作环境要求发动机零部件具有极高的耐热性和耐腐蚀性。
此外，航空航天领域对材料的轻量化也有很高的要求。
20Cr2Ni4A钢材具有较低的密度和较高的强度，是一种理想的航空航天用材。
例如，航空发动机的高温叶片、轴承和减振器等关键部件常常采用20Cr2Ni4A钢材制造。
3. 汽车工业在汽车工业中，20Cr2Ni4A圆钢也被广泛应用。
汽车是现代社会生活中不可或缺的一部分，因此对汽车的性能要求也越来越高。
20Cr2Ni4A钢材具有较高的抗疲劳特性和耐磨性，能够提高汽车零部件的使用寿命和可靠性。
例如，汽车发动机的曲轴、连杆和齿轮等关键部件通常采用20Cr2Ni4A钢材制造。
此外，这种钢材还广泛应用于汽车轴承、减震器和传动轴等方面。
4. 其他领域除了上述几个领域外，20Cr2Ni4A圆钢还在其他多个领域中发挥作用。
例如，20Cr2Ni4A钢材在冶金工业中常用于制造高压容器、高温炉具和注射器等设备。
在石油和天然气行业中，20Cr2Ni4A圆钢被广泛应用于石油钻井平台、油井套管和管道等领域。
各类齿轮热处理要求及材质要求
各类齿轮热处理要求及材质要求一、工作条件以及材料与热处理要求1.条件:低速、轻载又不受冲击要求:HT200HT250HT300去应力退火2.条件:低速(＜1m/s)、轻载,如车床溜板齿轮等要求:45调质,HB200-2503.条件:低速、中载,如标准系列减速器齿轮要求:4540Cr40MnB(5042MnVB)调质,HB220-250Y4.条件:低速、重载、无冲击,如机床主轴箱齿轮要求:40Cr(42MnVB)淬火中温回火HRC40-455.条件:中速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴箱齿轮要求:40Cr、40MnB、42MnVB调质或正火,感应加热表面淬火,低温回火,时效,HRC50-556.条件:中速、中载或低速、重载,如车床变速箱中的次要齿轮要求:45高频淬火,350-370℃回火,HRC40-45(无高频设备时,可采用快速加热齿面淬火)7.条件:中速、重载要求:40Cr、40MnB(40MnVB、42CrMo、40CrMnMo、40CrMnMoVBA)淬火,中温回火,HRC45-50.8.条件:高速、轻载或高速、中载,有冲击的小齿轮要求:15、20、20Cr、20MnVB渗碳,淬火,低温回火,HRC56-62.38CrAl38CrMoAl渗氮,渗氮深度0.5mm,HV9009.条件:高速、中载,无猛烈冲击,如机床主轴轮.要求:40Cr、40MnB、(40MnVB)高频淬火,HRC50-55.10.条件:高速、中载、有冲击、外形复杂和重要齿轮,如汽车变速箱齿轮(20CrMnTi淬透性较高,过热敏感性小,渗碳速度快,过渡层均匀,渗碳后直接淬火变形较小,正火后切削加工性良好,低温冲击韧性也较好)要求:20Cr、20Mn2B、20MnVB渗碳,淬火,低温回火或渗碳后高频淬火,HRC56-62.18CrMnTi、20CrMnTi(锻造→正火→加工齿轮→局部镀同→渗碳、预冷淬火、低温回火→磨齿→喷丸)渗碳层深度1.2-1.6mm,齿轮硬度HRC58-60,心部硬度HRC25-35.表面:回火马氏体+残余奥氏体+碳化物.中心:索氏体+细珠光体11.条件:高速、重载、有冲击、模数要求:20Cr、20Mn2B渗碳、淬火、低温回火,HRG56-62.12.条件:高速、重载、或中载、模数＞6,要求高强度、高耐磨性,如立车重要螺旋锥齿轮要求:18CrMnTi、20SiMnVB渗碳、淬火、低温回火,HRC56-6213.条件:高速、重载、有冲击、外形复杂的重要齿轮,如高速柴油机、重型载重汽车,航空发动机等设备上的齿轮.要求:12Cr2Ni4A、20Cr2Ni4A、18Cr2Ni4WA、20CrMnMoVBA(锻造→退火→粗加工→去应力→半精加工→渗碳→退火软化→淬火→冷处理→低温回火→精磨)渗碳层深度1.2-1.5mm,HRC59-62.14.条件:载荷不高的大齿轮,如大型龙门刨齿轮要求:50Mn2、50、65Mn淬火,空冷,15.条件:低速、载荷不大,精密传动齿轮.要求:35CrMO淬火,低温回火,HRC45-5016.条件:精密传动、有一定耐磨性大齿轮.要求:35CrMo调质,HB255-302.17.条件:要求抗磨蚀性的计量泵齿轮.要求:9Cr16Mo3VRE沉淀硬化18.条件:要求高耐磨性的鼓风机齿轮.要求:45调质,尿素盐浴软氮化.19.条件:要求耐、保持间隙精度的25L油泵齿轮。
18cr2ni4wa齿轮的接触疲劳极限
18cr2ni4wa齿轮的接触疲劳极限下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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18Cr2Ni4WA钢齿轮表面喷丸强化试验研究
表 面 喷丸强 化技 术是 提 高机 械零 部件疲 劳 寿命
的关键 制造 工艺 。喷丸处 理 导致 的材 料表 层变 化包
构及其 分 布 ； 喷丸表 面粗 糙度 ； 喷丸 层显 微硬 度及其
分布 。本 次齿 轮 喷 丸 强 化 试 验设 备 采 用 数 控 喷 丸 机 ， 验样件 为 １Ｃ２ ４ 试 ８ ｒ ＮｉＷＡ 材 料 钢 齿 轮 ， 面 渗 表
的齿轮 样件 进行 分 析研 究 ， 据 分 析 结 果 对 喷丸 效 根
碳淬 火处 理 。
括 ： 引入 残余 压应力 场 ； 形 变细 化组织 结构 ； ① ② ③残余 奥 氏体 转 变 为 马 氏体 ； 表 面 粗 糙 度 改 变 。 ④ 其 中喷丸 残余 压应 力 场 、 变 细 化 组 织 结 构及 喷丸 形 马 氏体 相 变 ， 可 改善材 料 的疲 劳寿命 ， 面粗 糙度 均 表 增 加则 可 能 降低 材 料 疲 劳 性 能 ， 可 以通 过 控制 喷 但 丸工 艺参 数来 避免 零件 表 面粗糙 度 改变所 带来 的一
到 喷丸设 备配 置方 案及 主要 技 术 指标 ，具体 试 验研
究 内容包 括 ： 喷丸 工艺 试验 ； 丸层 残余 应力 及其 分 喷 布； 喷丸 层残 余奥 氏体 含量 及其 分布 ； 喷丸层 组织 结
收 稿 日期 ：２ １ － Ｉ０ ；修 回 日期 ：２ １ 一 １ １ ０ ＩＩ－３ ０ ２Ｏ—３
得 了较 优 化 的 钢 丸 ０ ５ Ａｍｍ＋ 陶瓷 丸 ０ １ Ａｍｍ 的 喷 丸 工 艺 ， 指 导 生产 提 供 了技 术数 据 。 ．０ ．８ 为
关 键 词 ： 轮 ；喷 丸 强 化 ；残 余 应 力 ； 余 奥 氏体 ； 面 粗 糙 度 ；显 微 硬 度 齿 残 表
20Cr2Ni4A钢淬火参数对齿轮心部硬度的影响分析
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机械工人 热加工
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热处理
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从表 ! 中的数据可以看出，由于 "#$%"&’() 材料为
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本质细晶粒钢，且合金含量较高，淬透性也较好。随着 （"#$%"&’()）且形状相同的试块分为 ( 组，在相同的淬
（"##4#*#4）
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
（上接第 4+ 页）
和奥氏体化温度，它们对其改变和降低热应力与组织应
共渗后的耐磨性对比。
力有着很大的影响。
表 ! !"$%?/=’ 渗碳和碳氮共渗后的耐磨性对比
碳氮共渗中，渗层碳含量的降低、氮原子的渗入，
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0#,淬火后，可得到了齿表硬度和心部的最佳配合，同 时金相组织也符合图样要求。因而，确定该齿轮淬火参 数为：*+# , 保温!0# , 油温淬火冷却!!0# , 低温回火。
采用分段渗碳法消除18Cr2Ni4WA钢网状碳化物
采用分段渗碳法消除18Cr2Ni4WA钢网状碳化物通过对大功率重载齿轮渗碳工艺的研究得出,采用分段渗碳新工艺,对改善渗层的碳化物状态及消除网状碳化物有很好的效果。
标签：重载齿轮分段渗碳碳浓度梯度网状碳化物0 引言具有新技术水平的大功率采煤机,对重载低速齿轮渗层质量提出了较高的要求,各项指标都要严格控制。
齿轮选用了18Cr2Ni4WA低碳高合金钢。
但是,采用一般渗碳工艺时,由于渗层深度大于2mm,钢中碳化物形成元素Cr和W的吸碳能力又强,因而使渗碳层碳浓度升高,浓度梯度变陡,出现了大块颗粒网状碳化物,严重影响了渗碳层质量。
因此,消除网状碳化物改善渗碳层质量成为长期合作单位鸡西煤矿机械有限公司亟待解决之问题。
试验证明,18Cr2Ni4WA钢采用分段渗碳法,对平缓渗碳层碳浓度梯度及消除网状碳化物具有良好效果。
1 原渗碳工艺及渗碳层质量原渗碳工艺规范如图1所示。
设备为RJJ-90-9型井式渗碳炉,渗碳介质为煤油。
按此工艺渗碳的18Cr2Ni4WA 钢齿轮,渗碳层碳浓度剥层化验(每0.2mm剥一层),化验结果见表1。
其碳浓度梯度变化曲线见图2。
其碳化物状态见图3。
从碳浓度梯度变化曲线看,过渡层较陡,变化急剧。
从浓度上看,有效层为2.1mm。
从碳化物状态上看,碳化物颗粒较大,呈连续网状,K网=5级。
由于粗大块状及网状碳化物的存在,破坏了基体组织的连续性而引起脆性,使零件承受冲击及弯曲疲劳的性能降低,在周期性接触应力作用下易于疲劳,形成麻点和表层剥落,并使磨裂倾向增大。
可见原渗碳工艺不能达到设计质量要求。
2 分段气体渗碳工艺规范及其渗碳层质量分段气体渗碳工艺规范如图4所示。
注1、T=h1/V2、V=渗碳速度0.2mm/h4、扩散时间为强渗的1.5~2倍5、查第Ⅲ样时K网≥4级应停渗剂延长扩散时间图4 分段气体渗碳工艺规范采用分段渗碳的18Cr2Ni4WA钢齿轮,进行渗碳层碳浓度剥层化验(每0.2mm 剥一层),化验结果列于表2。
18Cr2Ni4WA钢热处理工艺改进
18Cr2Ni4W A钢热处理工艺改进摘要:本文对新旧两种18Cr2Ni4W钢的热处理工艺进行了对比试验研究，试验结果表明，新工艺在缩短工件生产周期，降低成本的基础上，达到或接近旧工艺的各项性能指标。
关键词: 18Cr2Ni4W;工艺;改进18Cr2Ni4W钢导热性差，线膨胀系数大，淬透性高，在热处理工艺过程中加热和冷却次数多。
因此，热处理后零件内应力大，变形量大且无规律性; 18Cr2Ni4W钢锻造性能不良，过热敏感性大，锻造工艺控制不当还会产生晶粒迅速粗化，直接影响热处理后的质量;因为钢中含有强碳化物形成元素，钨易于造成表面含碳量过高，使渗层中出现大量残余奥氏体，渗后降温直接淬火，残余奥氏体量可达70一80%，采用一次淬火辅以中间长时间高温回火或冷处理，热处理工艺复杂，周期长，成本高;18CrZNi4WA钢回火软化性能差，淬透性高，又含有大量含钨的碳化物，因此切削加工性能差，又由于渗碳层中易出现过高的碳浓度及大量的残余奥氏体，所以在磨削过程中易出现磨削裂纹。
在生产实践中，多年来都没能很好解决上述存在的间题。
因此，通过大量的试验研究，对18Cr2Ni4W钢热处理工艺方面做了一些改进和完善，以解决或缓解18Cr2Ni4W钢热处理易出现的种种缺陷间题。
2试验材料和试验方法2.1试验材料:18Cr2Ni4W人，尺寸25x25，化学成分见表1。
2.2试验方法:中1口玉1111棒料改锻成奶5~一一一一正火(9加土10℃，保温1小时)十高温回火(680士10℃，保温4小时)一一一一机械加工一一一一气体渗碳(兑0士10℃，保温6小时，降温1.5一一2小时出炉坑冷，渗碳剂采用煤油，按0.加一一0.25滴/小时的速度进行渗碳，设备采用义J一一90一一9)一一一高温回火2一3次(680士10℃，保温6小时)一一一一机械加工一一一一淬火(8(X)土10℃油冷淬火)--一一低温回火(180℃，保温4小时)。
3试验结果和分析根据生产实际情况，对180rZJ场中万A钢的新旧两种热处理工艺方法进行了对比试验。
20CrNi2Mo钢代替20Cr2Ni4钢用作重载齿轮材料的研究
20CrNi2Mo钢代替20Cr2Ni4钢用作重载齿轮材料的研究赵越超;付莹
【期刊名称】《煤矿机械》
【年(卷),期】2007(28)9
【摘要】研究了20CrNi2Mo钢的热处理工艺及力学性能,并与20Cr2Ni4钢的热处理工艺和力学性能进行了对比实验。
结果表明,20CrNi2Mo钢合金元素配比合理,切削性能良好,热处理工艺简单,力学性能与同20Cr2Ni4钢接近,可以代替
20Cr2Ni4钢作为重载齿轮材料。
【总页数】3页(P48-50)
【关键词】20CrNi2M0钢:20Cr2Ni4钢;重载齿轮;渗碳
【作者】赵越超;付莹
【作者单位】辽宁工程技术大学
【正文语种】中文
【中图分类】TG113.25
【相关文献】
1.重载齿轮用20CrNi2Mo 和20Cr2Ni4 钢热处理工艺性能对比研究 [J], 马修泉;薛维华;安亚君
2.重载汽车齿轮钢8620H的组织及性能研究 [J], 徐咏梅;付才;齐欣
3.重载齿轮钢退火态带状组织控制研究 [J], 刘永昌;况兴宇;付宇森;袁淑君
4.20CrNi2Mo钢重载齿轮应用研究 [J], 张进所;康韶光;翁永清;薛维华;赵越超
5.20CrNi2Mo钢作为重载齿轮材料的热处理工艺性能分析 [J], 马修泉;薛维华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
18cr2ni4wa锻件金相组织
18cr2ni4wa锻件金相组织18Cr2Ni4WA是一种常用的低合金钢，主要用于制造大型锻件，具有良好的可锻性和机械性能。
其金相组织主要为马氏体和残余奥氏体。
18Cr2Ni4WA的化学成分中含有18%的铬、2%的镍和4%的钨。
这些合金元素的添加可以提高钢的硬度、耐磨性和耐蚀性。
同时，这些元素也有助于保持良好的可锻性和韧性。
因此，18Cr2Ni4WA广泛应用于制造高强度、高硬度的大型锻件，包括齿轮、轴承、摩擦副部件等。
对于18Cr2Ni4WA锻件的金相组织，通常经历以下几个阶段：1.钢材初始组织：一般为粗晶粒的铁素体，其中含有少量的硬化相。
2.高温加工：通过热锻等高温加工过程，使钢材发生相变，形成马氏体组织。
在正常的制造工艺条件下，马氏体的含量应达到最大。
同时，残余奥氏体将会存在于马氏体颗粒之间。
3.马氏体的退火：为了改善18Cr2Ni4WA锻件的硬度和韧性，可以进行马氏体的退火处理。
这个过程将导致一部分马氏体转变为奥氏体，提高材料的可塑性和降低硬度。
4.时效处理：18Cr2Ni4WA锻件经过硬化处理以后，进行时效处理可以进一步提高其强度和硬度。
总的来说，18Cr2Ni4WA锻件的金相组织主要是马氏体和残余奥氏体的组合。
通过合理的热处理工艺，可以达到较高的硬度和强度要求。
此外，金相组织的稳定性和均匀性对于18Cr2Ni4WA锻件的性能和使用寿命也具有重要意义。
需要注意的是，18Cr2Ni4WA锻件的金相组织不仅受到工艺参数的影响，还与材料的化学成分和热处理工艺有关。
因此，在实际生产中，应根据锻件的具体要求和应用环境进行合理选择和控制。
20Cr2Ni4A钢齿轮的热处理
名 称 项 目 外 径 内 径 公法线 键 宽 键 深
H0101 - 4 渗碳前 斜齿轮 渗碳后
( Ⅱ) 淬回火后 H010401 - 5 渗碳前
行星轮 渗碳后 淬回火后
218125 218116 218135 191140 191140 191150
71174 71163 7211 84130 84124 84165
N总
=
7 ×104 201752 ×10 -
3
=
31456
×106
(次)
N总 = 1182 ×107 (s)
N总 = 21395 (y)
图 1 测点位置及布片图
4 结论
根据测试结果分析 ,测试数据的线性和重复性 均好 。为此 ,实验数据是可靠的 。经过主要构件的 疲劳安全寿命估算 ,可看出整个清淤机的结构设计 是合理的 ,保证了主要构件的强度要求 ,主要构件的 使用寿命超过设计要求 。因此 ,SLQ - 40 型两栖清 淤机能满足设计要求 。
通过上述试验 ,确定了 20Cr2Ni4A 钢齿轮的热 处理工艺[1 ] ,见图 1 。
1 齿轮试样试制过程及分析
坯料锻造后进行 940 ～950 ℃、2 h 空冷正火 , 650 ℃、5 h 高温回火 ,回火后选定几种齿轮进行机械 加工 ,内孔预留加工余量 。
渗碳温度选定 930 ℃,渗碳 7h 后炉冷 ,860 ℃出 炉空冷 。渗层深 112 mm ,碳化物级别符合要求 。此 时 ,表层组织为马氏体和大量残余奥氏体 。对这种 组织不能直接重新加热淬火 ,否则容易恢复渗碳时 所形成的较粗大的奥氏体晶粒 ,即生成二次织构 。 因此在淬火加热之前 ,需先进行一次高温回火 ,使马 氏体和残余奥氏体分解为回火索氏体 ,降低基体中 碳 、铬的含量 。这样重新加热淬火时 ,由于奥氏体中 熔入的碳和铬等元素的含量减少 ,淬火后不仅残余 奥氏体量减少 ,马氏体也较细小 。但渗碳后实测齿 轮硬度即达 HRC 40 ,所以渗碳后增加了一道正火工 序 ,然后再进行高温回火 (650 ℃、6 h) 。
20cr2ni4a标准
20cr2ni4a标准
20Cr2Ni4A是一种钢材料，主要用于大截面渗碳件，如大型齿轮、轴类以及要求强度高、韧性好的调质零部件等。
其化学成分包括碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、硫（S）、磷（P）、铬（Cr）和镍（Ni）。
此外，20Cr2Ni4A的力学性能也有相应的标准，例如抗拉强度σb（MPa）应大于等于1175，屈服强度σs（MPa）应大于等于850，断面收缩率ψ（%）应大于等于45，冲击韧性值αkv （J/cm2）应大于等于78(8)。
请注意，20Cr2Ni4A的切削性及冷变形塑性一般，焊接性较差，焊前需预热到150℃左右，工时白点敏感性强，有回火脆性倾向。
以上信息仅供参考，如需了解更多关于20Cr2Ni4A这种钢材料的信息，建议查阅专业书籍或咨询专业人士。
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残余残余奥氏体
达到要求的残余奥氏体含量，生产周期相对于
１ ８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ缩短许多。８２件试验件经表面淬火
深度／ｍｍ
物技术要求奥氏体的技术要求
处理后齿轮表面硬度全部在ＨＲＣ５８—６２范围内， 对工艺要求没有１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ那么严格。 在渗碳后的车渗层工序中，因２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ不 含合金元素Ｗ，在渗碳层不易形成特殊碳化物，提
第一次使用，试样的硬度因工艺参数选用不当未
状态 渗碳前 淬火后
７７．Ｏｌ ７７．０２ ７７．０５ ７７．０９ ７７．０３ ７７．０５ ３８．６４ ３８．７０ ３８．７８ ３９．６５ ３８．７２ ３８．７１
公法线
７７．０２ ７７．０３ ７７．０６ ７７．０９ ７７．０２ ７７．０７ ３８．６５ ３８．７ｌ ３８．７７ ３８．６４ ３８．６９ ３８．７３ ７７．Ｏｌ ７７．０６
２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ制造，进行工艺性试验。 （２）工艺流程：锻造一预先热处理一粗加工一探伤一 热处理渗碳、高温回火一车（渗碳层）一调质、淬火一半精 加工、精加工一成品检验。
（３）热处理后检测结果
钢。强度高，韧性及淬透性好。
Ｊ．３用途
两种材料均用于大截面渗碳件，如大型齿轮、轴类以
８结语 数控定位筋端部螺纹旋风加工专用机床是集机械、 电子、液压为一体的高技术设备。具有结构紧凑、操作简
Ｄｌｍｍ ２０ｃｒ２Ｎｉ４
硬度
以珊Ｐａ 以ｌＭＰａ 别％ 蠡肠 ｎ以・ⅡⅡｎ－ｌ
壁厚
Ｓｌｍｍ
１２．５
表面
心部
使用的齿轮材料，各项力学性
能非常好，完全满足采煤机和 掘进机的使用要求。但由于 １８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢的锻造及切削 性能欠佳，热处理工艺复杂，生 产周期长，而且１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ 材料由于含有稀有合金元素 Ｎｉ，近年来价格愈来愈高。因此，为了降低齿轮原材 料成本及生产成本，但又能满足使用性能，我们进
１．４两种材料常规力学性能对比
从表２可知：常规状态下２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ和１ ８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ 钢的各项力学性能相差不大，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ的冲击韧性略 低于１ ８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢。 ２工艺性试验 （１）实验对象：对我公司ＭＧ４００，９３０一ＷＤ及ＭＧ２００／ ５０００一ＷＤ两种机组采煤机牵引部中齿轮共８２件用
６０Байду номын сангаас
ｌ机械工程师２００９年第３期
万 方数据
20Cr2Ni4A替代18Cr2Ni4WA齿轮材料钢的加工试验
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 闫雷侠， 施平， 王黔 西安煤矿机械有限公司,西安,710032 机械工程师 MECHANICAL ENGINEER 2009(3)
本文链接：/Periodical_jxgcs200903033.aspx
高了切削加Ｔ性能，减少了刀具的磨损。
３热处理相同状态下的力学性能比较
渗层碳化物 残余奥氏体 心部铁素体 齿顶有效硬化层深度 心部硬度 花键（齿顶）硬度 ｌ级 １级 １级
１．２一１．３ｍｍ
＜４级 ＜３级 ＜３级
１．Ｏ—１．４ｍｍ
对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ和１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ采用相同结 构、相同尺寸的试棒经过相同工艺流程（锻造一正 火＋高温回火一粗加工一渗碳＋高温回火一调质）
ｄ，１ １９．３７
西１１９．３０ 击１１９．３７
＋Ｏ．０７０（４Ｌ）
＋０．０３５
３
渗碳前 淬火后 渗碳前
＋０．０７０（孔）
火＋高温回火一粗里查曼堡窒ＨＢ３２三』鬯ＨＢ２６０
加工一渗碳＋高温回火一淬火（８５０℃）回火工序过
程，试验结果如表１０。 ５结论
圆棒经锻造一正回火温度／℃５４０
１
渗碳后 淬火后
轴齿轮
２
渗碳前 渗碳后 淬火后
２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ作为我公司采煤机牵引部齿轮材 料，采用合适的热处理工艺参数是完全能够满足
我公司齿轮材料性能要求的。
（５）工艺性能比较
由试验可知，两种材料的锻压工艺性基本一样。与 １８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ相比，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ的优点为：（ａ）塑性好；（ｂ） 表６轴向拉伸试验结果
行了一系列研究及对比试验，拟用２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ替代
１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢作为我公司的齿轮材料。 １两种材料的化学成分、性能及适用范围比较 Ｊ．Ｊ化学成分 从表ｌ可知２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ不含Ｗ，且含Ｎｉ量较１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ 略低。 ｊ．２特性 １８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ属ＣｒＮｉＷ系合金渗碳钢，２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ 属ＣｒＮｉ系合金渗碳钢。两种材料同属高淬透性合金渗碳
≥耶３０２—３８８
≥ＨＢ３加一３８７ ≥ＨＲｃ３５—４７
１５．０
７．５
≥１１２８
≥１１２８ ≥１１２８ ≥１１２８
≥８３４
≥８３４
２５．Ｏ
３０．Ｏ
≥９８．１ ≥９８．１
≥８８．３
≥８３４
≥８３４
≥ＨＲＣ５８ ≥ＨＢ２４１—３６７
≥ｆｆＲＣ５８
６０￣１００
３肌５０
≥ＨＢ３４ｌ，３６７
及要求强度高、韧性好的调质零部件。
我公司主要生产采煤机和 掘进机，机组中的齿轮零件为 低速重载齿轮，在井下服役条 件非常恶劣，除要求相当高的 耐疲劳性能外。还要求齿轮的 心部有高的强度和韧性。 １８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢是我公司多年
钢号 热处理状态 牌号
１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ ２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ Ｃ Ｓｉ
表１化学成份
Ｍｎ Ｓ Ｐ Ｃｒ Ｎｉ Ｃｕ
氏体级别检测结果如表３。 对一件成品零件进行了剖切检测，结果如表４。 从表３和表４结果可知，用２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ钢制做的齿 轮通过合适的热处理工艺工序可以完全满足我厂设计的 技术要求。 变形抗力小；（ｃ）成形性能好；（ｄ）锻件表面洁净度高；（ｅ） 热锻经济性高。缺点：高温抗氧化性稍差。 热处理工艺性基本相同，从抽检结果看，工件热处理 前后变形情况大致相同。但２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ材料渗碳后的马
材料
抗拉强度／ＭＰａ屈服强度／ＭＰａ延伸率，％断面收缩率，％
硬度
用２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ做齿轮材料替代１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ
齿轮材料可降低原材料成本。
（编辑立明）
表８轴向冲击试验结果
表９径向冲击试验结果
作者简介：阎雪侠（１９６５一），女，工程师，现主要从事热处理工 艺工作。 收稿日期：２００８—１２—２２
加工开辟了一条新的高效途径。
［参考文献】 ［１］成大先．机械设计手册［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００２． 作者简介：葛军（１９８１一），男，助理工程师，主要从事非标机械设备设 计工作。 收稿日期：２００８一ｌｌ一２４
机械工程师２００９年第３期Ｉ
万 方数据
５９
专题报道 墨墨圣篮圈‘叠蔷嗣切翻／■谣切舅■——●————■—■————————■—●———————■■●——————■—■●——●——■■●
／ｗｔ％ Ｗ
０．１３加．１９ ０．１７￣ｏ．３７ ０．３０—Ｏ．６０≤Ｏ．０２５≤０．０２５ １．３５—１．６５ ４．００－４．５０≤０．０２５ ０．８０－１．２０ ０．１７加．２３ ０．１７一Ｏ．３７ ０．３０加．６０≤Ｏ．０３０≤０．０３０ １．２５－１．６５ ３．２５—３．６５
一 一
表２
截面尺寸 直径
后的机械性能试验，结果如表６所示。
距齿根６ｍｍ处硬度为ＨＲＣ ４２４３，心部硬度ＨＲＣ３６－４２
ＨＢ２８９—２９６ ＨＢ２８０—３２０
试验结果分析：因为对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ材料我们
衰５
名称 编号
ｌ
／舢
孔径
７７．Ｏｌ ７７．０５ ７７．０６ ７７．０７ ７７．０５ ７７．０６ ３８．６４ ３８．７０ ３８．７４ ３８．６５ ３８．７２ ３８．７０ ＋ｏ．０５７５ ＋０．０６５０ ＋Ｏ．０６００ ＋ｏ．１０２５ 击１１９＿３５ 击１１９．３８ 击１１９．３０
材料 抗拉强度／ＭＰａ屈服强度／ＭＰａ延伸率，％断面收缩率，％ 硬度
２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ齿轮材料工艺性较好，工序简单，相比较 １ ８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ可缩短生产周期，提高生产效率。
通过对２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ材料及１ ８ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ材料 进行的各项力学性能试验可知，用２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ材 料制造的齿轮各项力学性能和１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ材料 的各项力学性能相差不大，可以满足我公司齿轮 所需力学性能技术要求。
————■●——————●——■■■—●■—■■—●——■———●—■—●———■————■ｌ仍舅／鼻蕾加一目盔蟊墨—臣蚕ｇＺｉ叠
专题报道
２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ
１８Ｃｒ２Ｎｉ４ｗＡ齿轮材料钢的加工试验
闰雷侠。施平。王黔 （西安煤矿机械有限公司，西安７１００３２）
摘要：为了降低采煤机和掘进机齿轮材料成本及生产成本，试验用２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ制造齿轮零件，采用合适的热处理工 艺参数保证满足零件设计要求以替代１ ８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ齿轮材料。 关键词：２０Ｃｒ２Ｎｉ４Ａ：１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ：齿轮材料；工艺性：力学性能 中图分类号：ＴＧｌ３５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—２３３３（２００９）０３—００５９—０２
氏体转变点帆为１２０℃较１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ材料的眠（８０℃）
低，对１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ材料齿轮渗碳后必须进行两次甚至
（４）热处理渗碳、淬火前后变形情况我们也进行了跟
踪，结果如表５所示。 表３
炉数试样渗层深度图纸要求渗层碳化碳化物的 次量编号
／ｎｕｎ
三次高温回火，才能有效减少渗碳层表面的残余奥氏体，
１８ｃｒ２Ｎｉ４Ｗ
渗碳坼火＋低温回火
渗碳一淬火瓶温回火
２５
３０ １５ ３０ ６０
≥１１７７ ≥１１７７
≥１０７９
≥１０７９
≥４５ ≥４５ ≥４５ ≥５０ ≥５０ ≥４５
≥１０