一種提高彈性隔套強韌性的熱處理方法與流程

2023-05-08 08:26:21

本發明屬於金屬熱處理技術領域，涉及一種提高彈性隔套強韌性的熱處理方法。

背景技術：

現有的各類汽車後橋彈性隔套使用低碳鋼製造而成。彈性隔套不僅需要較高的強度，還要具有一定的韌性，而製造彈性隔套使用的低碳鋼材料本身強度難以滿足其服役要求。傳統的做法是衝壓成型後直接使用或加熱淬火、回火處理，得到的隔套很難控制在要求範圍內。

因此，彈性隔套熱處理技術還待進一步改進。

技術實現要素：

本發明目的是提供一種提高彈性隔套強韌性的熱處理方法。

本發明是這樣實現的：

將低碳鋼先進行完全淬火獲得細小馬氏體組織，再進行兩相區不完全淬火、回火處理。具體工藝流程為：將低碳鋼加熱至920±10℃(保溫10±5min)—水冷至室溫—加熱至840±10℃(保溫10±5min)—水冷至室溫—回火(200±10℃，時間90±10min)—空冷至室溫。

低碳鋼在鐵素體與奧氏體兩相區進行不完全加熱淬火獲得的顯微組織是板條馬氏體和一定數量的均勻細小鐵素體,再經回火處理後不僅能使低碳鋼的強度保持在較高的水平，還可以提高低碳鋼的韌性。

低碳鋼在鐵素體與奧氏體兩相區(α+γ)進行不完全加熱淬火能夠保持較高的強度是由於最後一次淬火的原始組織分散度較大,加熱溫度較低,從而使得奧氏體晶粒細小,加之已有一定數量的細小分散的鐵素體存在,使鋼中的晶界和相界的數量大大增多.通過電子顯微鏡觀察表明,在兩相區加熱淬火的顯微組織中,鐵素體與奧氏體的相界面積比完全淬火鋼中原奧氏體晶界面積大10-15倍,由於兩相合金中的晶粒直徑(d)與強度之間保持著petch公式的關係,故兩相區淬火能夠提高低碳鋼的強度。

而能夠使低碳鋼具有良好的韌性是由於低碳鋼在室溫下的金相組織中含有均勻分布的鐵素體。由於鐵素體含碳量低，因此強度低,塑性和韌性高,當零件承受壓力時,局部集中的應力峰,可以因為鐵素體發生塑性變形而鬆弛,微裂紋也會在鐵素體處受到阻礙而延緩發展,從而提高鋼的韌性。

另外,從鐵-碳平衡相圖我們得知,在鐵素體和奧氏體雙相區淬火,獲得鐵素體和板條馬氏體的比例隨加熱溫度變化而變化，因而鋼材能夠表現出不同的力學性能，滿足不同服役要求。

與現有低碳鋼材料熱處理方法相比，現有低碳鋼材料熱處理方法是直接淬火加回火，應力—應變曲線超出65-70MPa的要求，硬度足夠但韌性不滿足使用要求，而經過本熱處理方法後材料的強韌性能夠達到要求。

附圖說明

圖1是本發明實施例1中彈性隔套整個熱處理工藝溫度—時間曲線圖；

圖2是本發明實施例1中彈性隔套在兩相區不完全加熱淬火的金相組織圖；

圖3是本發明實施例1中彈性隔套完全淬火的金相組織圖；

圖4是本發明實施例1中彈性隔套要求應力—應變曲線圖；

圖5是本發明實施例1中彈性隔套使用本熱處理方法後的應力—應變曲線圖。

具體實施方式

本發明通過下面的實施例可以對本發明作進—步的描述，然而，本發明的範圍並不限於下述實施例。

實施例1：

將彈性隔套先進行完全淬火獲得細小馬氏體組織，再進行兩相區不完全淬火、回火處理。具體工藝流程為：將彈性隔套加熱至920±10℃(保溫10±5min)—水冷至室溫—加熱至840±10℃(保溫10±5min)—水冷至室溫—回火(200±10℃，時間90±10min)—空冷至室溫。

圖2中的金相組織結構為板條馬氏體和一定數量的均勻細小鐵素體，由於鐵素體與奧氏體兩相區淬火溫度較低,從而使得奧氏體晶粒細小,加之已有一定數量的細小分散的鐵素體存在,使得彈性隔套中的晶界和相界的數量大大增多。

圖3中金相組織結構為均勻細小的馬氏體組織，馬氏體組織具有具有強度高韌性差的特點，因此完全淬火後再進行不完全淬火使組織析出一定數量的細小鐵素體增加彈性隔套的韌性。

圖4為彈性隔套要求的應力—應變曲線圖，要求彈性隔套應力在60-75MPa之間時能夠滿足使用要求。

圖5為彈性隔套使用本熱處理方法後的應力—應變曲線圖，通過試驗測得彈性隔套應力為63MPa，符合使用要求。

實施例用於低碳鋼管制造的各類汽車後橋彈性隔套，可使不同應力—應變曲線要求的零件都能達到質量標準。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。