1、30CrMnSiA介紹：

30CrMnSiA屬中碳鋼板，它的強(qiáng)度高但是焊接性能較差。30CrMnSiA調(diào)質(zhì)后有很高的強(qiáng)度和足夠的韌性，淬透性也好。調(diào)質(zhì)后該材料做砂輪軸，齒輪，鏈輪都是可以的。30CrMnSiA也具備有良好的加工性它后加工變形微小，抗疲勞性能相當(dāng)好。因此多用于軸類、活塞類等零配件的制造和生產(chǎn)。也可用于汽車、飛機(jī)各種特殊耐磨零配件等的制造和使用。

2、合金結(jié)構(gòu)鋼：

在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加人適當(dāng)?shù)暮辖鹪?，主要用于制造截面尺寸較大的機(jī)械零件的鋼。具有合適的淬透性，經(jīng)相應(yīng)熱處理后有較高的強(qiáng)度、韌性和疲勞強(qiáng)度，較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。這類鋼主要包括調(diào)質(zhì)鋼、表面硬化鋼和冷塑性成型鋼。

3、30CrMnSiA執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：此牌號

執(zhí)行國標(biāo)GB/T 11251-2009

國軍標(biāo)：GJB2150A-2015

舞鋼技術(shù)協(xié)議WYJ027-2001標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。

4、30CrMnSiA交貨狀態(tài)：多以正火、退火、高溫回火或不熱處理狀態(tài)交貨。

5、化學(xué)成分

質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）：

C：0.27～0.34

Si：0.90～1.20

Mn：0.80～1.10

Cr：0.80～1.10

6、力學(xué)性能

試樣毛坯尺寸25mm

熱處理：

淬火加熱溫度（℃）：880；冷卻劑：油

回火加熱溫度（℃）：520；冷卻劑：水、油

力學(xué)性能：

抗拉強(qiáng)度（σb/MPa）：≧1080

屈服點（σs/MPa）：≧885

斷后伸長率（δ5/%）：≧10

斷面收縮率（ψ/%）：≧45

沖擊吸收功（Aku2/J）：≧39

布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高溫回火狀態(tài)）：≦229

7、30CrMnSiA的應(yīng)用及使用方法：

30CrMnSiA調(diào)質(zhì)后有很高的強(qiáng)度和足夠的韌性，淬透性也好。調(diào)質(zhì)后該材料做砂輪軸，齒輪，鏈輪都是可以的。30CrMnSiA也具備有良好的加工性它后加工變形微小，抗疲勞性能相當(dāng)好。因此多用于軸類、活塞類等零配件的制造和生產(chǎn)。也可用于汽車、飛機(jī)各種特殊耐磨零配件等的制造和使用。

30CrMnSiA熱處理試驗分析

退火對30CrMnSiA組織性能的影響

30CrMnSiA的退火

退火目的是為了均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力和加二L硬化，改善鋼的成形及切削加工性能，并未淬火作組織上的準(zhǔn)備。30CrMnSiA硬度較大，性能穩(wěn)定，所以退火加熱溫度較高，加熱時間也較長。

30CrMnSiA退火工藝具體操作

研究退火_ I藝及不通過處理溫度對30CrMnSiA 的相組織、晶粒長大情況、硬度以及密度的影響。高溫退火時爐內(nèi)氣氛控制很重要，要防止出現(xiàn)滲碳、滲氮和過氧化現(xiàn)象，所以在1100C、1120'C、1140C、1160C退火時，使用真空燒結(jié)爐處理試樣，加熱到所需溫度保溫1h后，隨爐冷卻至室溫，然后取出。退火處理后30CrMnSiA的晶粒分別在1100C、1120C、1140°C、 1160°C條件下退火后的試樣經(jīng)打磨、拋光以及腐蝕后，為了分析30CrMnSiA的晶粒尺寸變化情況，用金相顯微光鏡分析，金相組織可以看出，退火溫度較低時晶粒比較細(xì)小，晶界比較清晰，隨溫度升高，部分晶粒之間發(fā)生晶界融合現(xiàn)象，晶粒逐漸長大。

30CrMnSiA熱處理試驗分析

退火對30CrMnSiA組織性能的影響

30CrMnSiA的退火

退火目的是為了均勻鋼的化學(xué)成分及組織，細(xì)化晶粒，調(diào)整硬度，消除內(nèi)應(yīng)力和加二L硬化，改善鋼的成形及切削加工性能，并未淬火作組織上的準(zhǔn)備。30CrMnSiA硬度較大，性能穩(wěn)定，所以退火加熱溫度較高，加熱時間也較長。

30CrMnSiA退火工藝具體操作

研究退火_ I藝及不通過處理溫度對30CrMnSiA 的相組織、晶粒長大情況、硬度以及密度的影響。高溫退火時爐內(nèi)氣氛控制很重要，要防止出現(xiàn)滲碳、滲氮和過氧化現(xiàn)象，所以在1100C、1120'C、1140C、1160C退火時，使用真空燒結(jié)爐處理試樣，加熱到所需溫度保溫1h后，隨爐冷卻至室溫，然后取出。退火處理后30CrMnSiA的晶粒分別在1100C、1120C、1140°C、 1160°C條件下退火后的試樣經(jīng)打磨、拋光以及腐蝕后，為了分析30CrMnSiA的晶粒尺寸變化情況，用金相顯微光鏡分析，金相組織可以看出，退火溫度較低時晶粒比較細(xì)小，晶界比較清晰，隨溫度升高，部分晶粒之間發(fā)生晶界融合現(xiàn)象，晶粒逐漸長大。

30CrMnSiA退火后相分析

為了更清楚了解高溫退火后30CrMnSiA晶粒內(nèi)組織變化，對退火后的30CrMnSiA進(jìn)行了XRD分析，可以看出經(jīng)與Fe-CrPDF 比對試樣110 面a相44.6002 接近Fe-Cr44.484;試樣200面a相64.873與Fe-Cr64.777 接近;試樣211面a相82.315與Fe-Cr81.983 接近。試樣經(jīng)退火后Fe-Cr 相晶面衍射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，30CrMnSiA經(jīng)退火后組織主要由大量奧氏體以及少量馬氏體組成;30CrMnSiA晶粒中有Cr-Fe-O相析出。隨著退火溫度的升高，硬度星開口向上的拋物線規(guī)律變化，從1100C-1120°C逐漸減小，1120C達(dá)到*小值，隨后溫度升高硬度逐漸增加;密度與硬度的變化相反，隨退火溫度的升高，密度星開口向下的拋物線規(guī)律變化，從1100°C-1120'C退火時，Cr-Fe-O 相逐漸溶于奧氏體中，所以硬度逐漸減小，而密度逐漸增大;在1120C-1160°C退火時，奧氏體中有大量Cr-Fe- -0相析出，.致使30CrMnSiA的硬度增加，密度減小。

退火對30CrMnSiA組織與性能影響的結(jié)論

晶粒尺寸隨退火溫度的升高逐漸增大;隨退火溫度的升高，硬度呈開口向上的拋物線規(guī)律變化，從1100°C-1120°C逐漸減小，至1120°C達(dá)到*小值，隨后隨溫度升高硬度逐漸增加;密度與硬度的變化相反，隨退火溫度的升高，密度呈開口向下的拋物線規(guī)律變化，從1100°C-1120°C逐漸增加，至1120°C到達(dá)*大值，隨后隨溫度的升高密度逐漸減小。

從金相組織可以看出，退火溫度較低時，晶粒比較細(xì)小，境界比較清晰，隨著退火溫度的升高，部分晶粒之間發(fā)生晶界融合現(xiàn)象，晶粒逐漸長大，隨晶粒的長大，材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性都會下降。?淬火對30CrMnSiA組織性能的影響

淬火的目的

淬火主要是使奧氏體化后的工件獲得盡量多的馬氏體,然后配以不同回火溫度獲得各種需要的性能。30CrMnSiA常溫下主要是由大量奧氏體相和少量馬氏體相組成的，通過淬火可以獲得更多的馬氏體組織，從而達(dá)到提高硬度的效果，.實驗分2組，2組都取1120°C退火后試樣分別進(jìn)行淬火，1組在820'C、840"C、860°C、880°C4 個溫度進(jìn)行油淬;另1 組在860°C下分別進(jìn)行空冷、油淬、冷水.淬、熱水淬。

淬火工藝的具體操作

主要探究淬火工藝對30CrMnSiA的相組成、硬度以及密度的影響。第-組實驗分別在820'C、 840"C、 860C、880"C 下進(jìn)行，用XX爐處理，首先將試樣加熱到所需溫度，然后保溫30min，隨后迅速取出，放入油中淬火。第二組實驗在860°C下保溫30min，，隨后迅速取出，分別放入油中、冷水中、熱水中和室溫中淬火。淬火后30CrMnSiA的晶粒分別在820°C、 840°C、860C、 880°C 條件下油淬后的試樣經(jīng)打磨、拋光以及腐蝕后，為了分析30CrMnSiA的晶粒尺寸變化情況，用金相顯微光鏡分析，
在860'C下分別進(jìn)行空冷、油淬、熱水淬、冷水淬的試樣經(jīng)打磨、拋光以及腐蝕后，為了分析30CrMnSiA的晶粒尺寸變化情況，用金相顯微光鏡分析
3.2.4 30CrMnSiA 淬火后相分析，為了分析30CrMnSiA淬火后的組織變化，淬火后不銹鋼經(jīng)打磨、拋光、腐蝕之后，對860"C油淬試樣進(jìn)行XRD分析，30CrMnSiA的XRD分析可以中看出，經(jīng)與Fe-CrPDF比對試樣110面a相44. 090接近Fe-Cr44.484;試樣200面a相64.88167與Fe-Cr64.777基本重合;試樣211面a相82.258與Fe-Cr81 .983接近。固溶狀態(tài)下，奧氏體組織中有Cr-Fe-O相析出?？梢钥闯鲈嚇佑捕入S著淬火溫度的升高而升高而密度變化相反;表3-3可以看出冷水淬后硬度*高達(dá)到HRC50而空冷后硬度*低只有HRC25.7。
隨著淬火溫度的升高，30CrMnSiA的硬度表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢，880°C達(dá)到*大值。而密度變化規(guī)律相反，這是由于在820"C -880°C淬過程中馬氏體含量增加，使得硬度.上升，密度下降;介質(zhì)的不同對淬火后硬度有顯著影響，冷水淬后硬度*大，空冷后*小。
淬火對試樣組織與性能影響的結(jié)論

隨著淬火溫度的升高，30CrMnSiA的硬度表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢，而密度變化規(guī)律相反。 16:52:16
回火對30CrMnSiA組織與性能的影響

30CrMnSiA的回火.

回火的目的主要是減少或消除淬火應(yīng)力，保證相應(yīng)的組織轉(zhuǎn)變,提高鋼的韌性和塑形，獲得硬度、強(qiáng)度、塑形和韌性的適當(dāng)配合，以滿足各種用途工件的性能要求。30CrMnSiA 經(jīng)淬火處理后組織不穩(wěn)定，脆性很大，施以520°C回火，使不銹鋼組織趨于穩(wěn)定，并且促使部分奧氏體相馬氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變,提高不銹鋼的硬度。

實驗具體操作

本文主要探究回火工藝及其處理溫度30CrMnSiA的相組成、硬度以及密度的影響。實驗是將在1120°C退火后所有進(jìn)行淬火的試樣在520"C下回火，回火是在真空管式爐中進(jìn)行的，加熱至所需溫度后保溫1h，隨后取出于空氣中冷卻至室溫。
可以看出,30CrMnSiA回火之后組織中含有大量板條狀馬氏體。為進(jìn)一 步了解回火后30CrMnSiA的組織情況，對其進(jìn)行XRD分析，1120°C 退火+860"C油淬+520C回火的XRD譜，經(jīng)與Fe-CrPDF 比對試樣. 110面a相44.726接近Fe-Cr44. 484;試樣200面a相65.12與Fe-Cr64.777接近;試樣211面a相80.006與Fe-Cr81.983接近?；鼗鸷笤嚇咏M織主要是馬氏體，除此之外還有少量奧氏體;隨回火溫度升高，有部分馬氏體轉(zhuǎn)化為奧氏體，但硬度變化不大?；鼗鸷?0CrMnSiA的硬度和密度、延伸率以及抗拉強(qiáng)度，回火后分別測量了30CrMnSiA的硬度和密度，測量結(jié)果、硬度與密度隨回火溫度不同的變化關(guān)系。不同溫度下油淬月520'C回火試樣的抗拉強(qiáng)度和延伸率;密度和硬度
可知回火后硬度減小，密度變化不顯著，空冷淬火試樣回火后強(qiáng)度*低只有830.07Mpa而延伸率*高達(dá)到24.6%;冷水淬試樣回火后強(qiáng)度*高達(dá)到1383. 14Mpa，而熱水淬試樣回火后延伸率*低只有11.8%。

回火對30CrMnSiA組織與性能的影響結(jié)論

回火后硬度較回火前略微減小，密度變化與硬度相反;回火后延伸率與強(qiáng)度成反比，空冷淬火后回火強(qiáng)度*低而延仲率*大，水淬試樣回火后強(qiáng)度大而延伸。

結(jié)論

本次試驗主要研究了高溫退火、淬火、回火3種熱處理工藝對30CrMnSiA的晶粒大小、相組成、硬度以及密度等性能的影響。試驗得到的結(jié)論如下:

(1) 30CrMnSiA在1100°C-1160C高溫退火過程中，隨著退火溫度的升高，鋼組織中的晶粒尺寸增大，但其硬度先下降后急劇」上升。

(2) 30CrMnSiA 在不同介質(zhì)相同溫度的淬火處理條件下，空冷處理后的試樣硬度*低只有HRC25.7， 而冷水淬火處理的試樣硬度則高達(dá)HRC50;30CrMnSiA在相同介質(zhì)不同溫度下淬火處理中硬度隨溫度的升高而升高。

(3) 30CrMnSiA 在回火處理過程中，組織中部分馬氏體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，但鋼的硬度變化不大。