[其他]提高18Cr2Ni4WA鋼曲軸疲勞強度的熱處理

在審

• 申請號: 101986000003917
• 申請日: 1986-06-12
• 公開（公告）號: CN86103917B
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 韓仁恭
• 申請（專利權）人: 國營吉林柴油機廠
• 代理公司: 兵器工業部專利代理事務所
• 代理人: 龔清清

一種使１８Ｃｒ₂Ｎｉ₄ＷＡ鋼曲軸的疲勞強度得到提高的熱處理新工藝。１８Ｃｒ₂Ｎｉ₄ＷＡ鋼熱處理后的疲勞強度低的問題是國內外長期沒能解決的技術問題，熱處理后σ₁達不到５０ｋｇ／ｍｍ²，致使曲軸的使用壽命低。本發明是根據元素的含量，控制曲軸熱處理在空氣停留的時間而后入油冷卻，而改變內部組織結構的一種熱處理新工藝。其優點是：細化組織晶粒：提高疲勞強度；提高綜合機械性能；延長工件的使用壽命；適用范圍廣。本發明還可用于計算機控制。

提高18Cr₂Ni₄WA鋼曲軸疲勞強度的熱處理工藝。

自五十年代以來，應用低碳合金結構鋼18Cr₂Ni₄WA鋼制造的柴油機曲軸，熱處理工藝是加熱至880℃±¹⁰→保溫5小時15分→出爐空冷15分→熱校直30分→空冷至室溫。所得組織：粗大粒狀貝氏體+少量低碳馬氏體+低碳貝氏體，該工藝雖能達到機械性能要求、但疲勞強度低，σ_-1達不到技術要求的50kg/mm²，同時由于鋼的化學成分是在一個范圍內因此不同冶煉爐號的鋼制做的曲軸的機械性能相差較大、大多只能達到標準的下限，因此曲軸在使用中經常出裂紋、嚴重磨損、甚至斷裂。

本發明經專利、非專利文獻檢索，國內外均無此種方法，蘇聯在“МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕИТЕРМИЧИСКАЯОБРАБОТКА”雜志，自六十年代末至八十年代初報導過從冶金方面如凈化鋼等和提高回火溫度方面提高曲軸的疲勞強度，美國工程索引八○年報導波蘭采取降低淬火溫火溫度等手段提高曲軸鋼的疲勞強度，國內大學研究機構從淬火溫度和“C曲線”方面進行了大量實驗，但疲勞強度均達不到50kg/mm²。

本發明是采用改變熱處理工藝的方法來提高18Cr₂Ni₄WA鋼曲軸的疲勞強度。根據材料的含碳量及合金元素量使工件在空氣冷卻停留的時間控制在25～70分鐘之間（相當溫度390℃～260℃）然后入油冷卻，使其內部組織發生變化。熱處理新工藝：升溫至890℃→保溫5小時15分→出爐空冷10分→熱校直15分→空冷→入油冷卻至室溫。從出爐至入油之間的時間是可控的。根據“18Cr₂Ni₄WA鋼元素含量與控溫時間的關系表”可查出控制空冷時間。

18Cr₂Ni₄WA鋼元素含量與控溫時間的關系表

所得組織：低碳馬氏體+下貝氏體+細小粒狀貝氏體

本發明所達到的疲勞強度值（Φ102mm曲軸解剖值）為σ_-1≥52～60kg/mm²疲勞強度可控制在兩個范圍內：

1.根據“18Cr₂Ni₄WA鋼元素含量與控制時間的關系表”查出的空冷時間，所達到的疲勞強度可控在σ_-1≥52～56kg/mm²。

2.根據工作狀態和機械性能需要，縮短空冷時間，疲勞強度可控制在σ_-1≥56～60kg/mm²。

本發明的機械性能較已有技術的機械性有明顯提高。

已有技術與本發明機械性能的比較