热处理工艺试验结果详解

2.3.1 材料与热处理工艺

近几年对接头的解剖分析和质量分析结果表明，国产35CrMo、35CrMoV、42CrMo接头常规性能不合格率几乎达100%。因此，这几种材料不再用作热处理工艺试验。本试验选用国产接头用钢40CrNiMo、40CrMnMo、30SiMn2MoV（国内部分厂家使用）及国外接头用钢36CrNiMo4和4140H5种材料。将试验用钢加工成20mm×20mm×150mm长条，采用淬火+回火工艺在普通箱式炉内进行热处理，然后加工成拉伸、冲击、疲劳和J积分试样，按有关标准进行试验。

2.3.2 常规力学性能随回火温度的变化规律

40CrNiMo、40CrMnMo、36CrNiMo4、4140H等中碳低合金钢经淬火（淬火介质均为油）和在不同温度下回火（回火时间均为2h）后的常规力学性能均符合一般规律，即随着回火温度的提高，抗拉强度、屈服强度及硬度降低，延伸率、断面收缩率及冲击韧性升高（图4）。(www.xing528.com)

在试验条件下，除30SiMn2MoV以外，几种钢的性能基本上在同一水平。30SiMn2MoV在各回火温度回火后的强度最高，塑韧性最低，而且随回火温度的升高变化不显著。这是因为在30SiMn2MoV中有0.1%～0.2%的V及Mo、Si等元素，可显著提高钢的回火稳定性。但应注意两点：一是这种钢在630～650℃回火时，性能变化非常显著，在630℃回火时强度高而韧性差，但在650℃回火时强度显著下降，韧性又大幅度提高（图5），说明这种钢在高温回火时热处理工艺性不好；二是这种钢在低中温回火时的韧性也不好，采用淬火+回火热处理工艺难以满足接头的性能要求。

除30SiMn2MoV以外的其他钢种在回火温度大于630℃时，性能也有显著的变化。但在600～630℃范围内回火时，综合力学性能可较好地满足接头的性能要求。