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冷镦钢制螺旋道钉的热处理及其组织性能分析

王定涛  
【摘要】:冷镦钢是在常温下利用金属塑性加工成型,因材料内部组织严密、机械性能好、生产效益高、产品尺寸精度高、表面光洁度好,而广泛用于铁路螺旋道钉的制做。螺旋道钉为连接钢轨与枕木之间的扣件,抵抗钢轨发生的横向应力和防止钢轨倾斜。亚温淬火后存在弥散分布的铁素体组织提高钢的韧性,同时加热温度比完全淬火低,降低了能耗,减少了工件热处理变形和开裂倾向。 SWCH35K经760℃球化退火18小时后得到均匀铁素体与球状珠光体双相组织,且细小的珠光体弥散的分布在铁素体基体周围。在810~880℃不同温度区间奥氏体化,经不同浓度的NaNO3、KR6680、KR7280、今禹860、今禹901、水的淬火介质下淬火,后表明介质NaNO3,KR7280,今禹901达到淬火等级要求,其中NaNO3冷速最快,今禹901次之,KR7280最低,淬火后试样表面经荧光磁粉检测无微裂纹。但硝盐淬火后试样表面腐蚀速率较快,且对设备要求较高。淬回火后试样测试冷弯15°由荧光磁粉检测无显微裂纹产生,且经有机淬火介质今禹901亚温淬火+回火后的试样有较好的综合力学性能,同时有机淬火介质的抗回火稳定性较高。亚温淬火得到的工艺性能稍低于完全淬火,但符合螺旋道钉使用要求,而螺旋道钉在工作环境中,受震动和冲击的影响,因此采用亚温淬火提高道钉的韧性,能有效的提高螺旋道钉使用年限,节约成本。 经光学显微镜、扫描电镜大量观察表明:亚温淬火态表层主要由马氏体+少许铁素体组成,心部由大量珠光体+铁素体+少量马氏体;回火后由回火索氏体+铁素体组成,但亚温淬火回火后心部保留较多的铁素体,能明显提高钢的韧性,拉伸断口宏观形貌为典型的韧性断裂。亚温淬火后组织经XRD检测,不存在残余奥氏体组织,且淬火后马氏体形态为板条状,板条宽度约为0.5μm。淬火和回火加热过程均在碳势气氛保护炉内进行,无氧化脱碳现象,试样表面质量较好。


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