新型7CrSiMnMoV钢—火焰淬火钢的热处理工艺和应用

zhangkai

火焰淬火钢是一种新型的钢材，牌号：7CrSiMnMoV。可以采用火焰加热淬火顾称为火焰淬火钢。7CrSiMnMoV钢是在T7A钢的基础上主要加入Cr、Si、Mn、Mo、V元素而研制成的。7CrSiMnMoV钢主要化学成分：0.65%～0.75%C、0.85%～1.15%Si、0.65%～1.05%Mn、0.90%～1.20%Cr、0.20%～0.50%Mo、0.15%～0.30%V、≤0.030%P、≤0.030%S。
1.7CrSiMnMoV钢的特性
   (1)、7CrSiMnMoV钢中加入Cr、Si、Mn元素主要是提高钢的淬透性，并固溶于基体中强化基体组织，同时改善钢的回火稳定性。
   (2)、少量Cr、Mn、Mo元素在回火时固溶于Fe3C中形成复合（Fe、Cr、Mn）3C，改善其硬度，增加钢的硬度与耐磨性。
   (3)、7CrSiMnMoV钢中加入V元素与Mo元素主要形成碳化物，作组织中的强化相，提高钢的强度、硬度与耐磨性。
   (4)、Mo、V元素形成的碳化物可细化晶粒，改善钢的强韧性。Mo元素可以消除钢的回火脆性。
   (5)、7CrSiMnMoV钢中大量Si元素的存在，增大钢的脱碳倾向，故加热时需注意防护。另外Si元素可改善碳化物分布与形态，并提高弹性极限。
   (6)、7CrSiMnMoV钢在奥氏体化时，Mo、V元素还可随所形成的碳化物在高温时少量地固溶于奥氏体中，进一步提高钢的淬透性，室温下存在于马氏体基体中强化马氏体基体组织，并可进一步提高钢的回火稳定性。
   (7)、7CrSiMnMoV钢可以采用不完全等温退火，也即等温球化退火，以便获得颗粒状珠光体组织，为后续机加工和后续淬火做好组织上的准备。
    7CrSiMnMoV钢的热处理工艺
    7CrSiMnMoV钢相变点为：AC1776℃、Ac3834℃、Ar1694℃、Ar3732℃、Ms211℃。
    7CrSiMnMoV钢的始锻温度为1050～1100℃，终锻温度为800～850℃，锻造后缓慢冷却。
    7CrSiMnMoV钢常见的热处理工艺
    ① 完全退火：加热840～860℃，保温1～2h后，炉冷至550℃以下出炉空冷 217～241HBS Ac1776℃，Ac3834℃，加热温度应在Ac3以上
    ②不完全退火：加热820～840℃，保温1～2h后，680～700℃等温，随炉冷却至500℃以下出炉空冷 217～241HBS 加热温度应在Ac1～Ac3之间，等温温度在Ar1694℃线以下。由于合金元素的影响，共析点左移，钢应为过共析钢，不完全等温退火乃是等温球化退火
    ③淬火：预热650～700℃，加热860～920℃，保温，油冷 58～63HRC 淬火加热温度高于Ac3，有助于Cr、Mn、Si元素和少量Mo元素的溶解，提高淬透性，改善回火稳定性。V的碳化物未溶，细化晶粒，少量未溶的Mo元素的碳化物也细化了晶粒，保持强韧性，现时提高硬度与耐磨性。回火时Mo元素的碳化物析出，增加二次硬化效应
    ④火焰加热表面淬火：整体预热180～200℃，氧-乙炔焰加热表面至900～1000℃，空冷 61～63HRC 采用表面加热淬火，受加热的部分被硬化，其余部分没有硬化，模具淬火变形小，尺寸精度可保证
    ⑤回火：加热180～200℃，保温2h，炉冷 58～62HRC 强调硬度取下限，强调韧性取上限
    由于7CrSiMnMoV钢具有较高的淬透性，空冷时即可淬硬，且变形较小，故7CrSiMnMoV钢常用来制造尺寸较大、形状复杂、截面较厚的大型冷作模具。如薄板冲孔模、整形模、切边模、冷挤压模具等。