[发明专利]本质细晶粒化20Cr

说明书

                            技术领域本发明涉及一种本质细晶粒化20Cr。

                            背景技术

近年来，将小规格万向节中的零件---十字轴和轴承外圈的用材由20CrMnTi改为20Cr，原因是20CrMnTi淬透性高，小直径、薄壁工件渗碳后淬硬心部硬度高达48HRC，甚至接近50HRC，脆性增强。采用20Cr后，心部硬度能控制在35∽43HRC的较佳状态，并且材料价格便宜了，但是在推行过程中出现了新的问题。20CrMnTi因其中有Ti的作用属本质细晶粒钢，20Cr则无，也就是说在常温渗碳的过程中，20Cr在短时间内奥氏体晶粒急骤粗化，反映在工件渗碳后直接淬回火马氏体组织上，普遍超过ZB T04 001《汽车渗碳齿轮金相检验》标准中马氏体级别图的5级，严重的达7∽8级，呈现粗大的马氏体针叶，而20CrMnTi一般不会超过5级。评价渗碳钢质量好坏的基本指标是：1.淬透性带窄；2.纯净度高；3.在925℃加热6∽8小时晶粒不长大。对照基本指标，国内钢厂按GB/T3077---99组织生产的20Cr钢普遍不适用做渗碳后直接淬火件，只能用于一般结构件。

20Cr为本质粗晶粒钢，由于价格特贱，不少企业为了降低成本纷纷转向用之，国内需求量这几年来上升很快，钢厂也因易于组织生产和批量大可薄利多销而乐意供货，如果大批用于渗碳件又不经热处理最终细化晶粒，则对市场中机械产品质量的冲击是很大的，因此设计改制20Cr能用于渗碳后直接淬火件成为当务之急。20Cr设计改制的原则为既能达本质细晶粒化的目标又要保持它较低价格的优势。

                  发明内容

本发明的目的是提供一种本质细晶粒化20Cr。

其化学成分以Wt％计为：C 0.18～0.24、Si 0.17～0.37、Mn 0.50～0.80、Cr 0.70～1.00、Al 0.020～0.045、P≤0.035、S≤0.035、Cu≤0.30、Ni≤0.30、Mo≤0.15，其余为Fe。

本发明测试结果数据表明用细晶粒20Cr制的BJ130C万向节达到了QC/T29051-1992《汽车万向节十字轴总成质量分等》优等品要求，加入铝的细化方法，也可为其它的碳钢和合金钢的本质细晶粒化所采用。

                    具体实施方式

我们以细晶粒20Cr验收标准(试行)企业标准为依据试制细晶粒20Cr钢材。其化学成分以Wt％计为：C 0.18～0.24、Si 0.17～0.37、Mn 0.50～0.80、Cr 0.70～1.00、Al 0.020～0.045、P≤0.035、S≤0.035、Cu≤0.30、Ni≤0.30、Mo≤0.15，其余为Fe。

我们在不同的二根钢棒上各取样一段作晶粒度测定。方法是经925℃加热并保温6小时后水淬，其奥氏体晶粒度级别按GB6394(与国际标准ISO/R643一致)评级，不粗于5级为合格。二个试样晶粒度测定结果为：1#试样为8级，合格；2#试样60％的面积为8级，40％的面积为1∽4级，不合格。这表明钢厂在冶炼上尚须改进，进一步改善材料的均匀性，尤其是A1N质点的弥散度。

随后将这批钢棒投入BJ130C十字轴生产。经热处理渗碳后直接淬火抽样金相检验，均为ZB T04 001《汽车渗碳齿轮金相检验》标准中马氏体级别图的5级，达到20CrMnTi细晶粒水准。装配成万向节成品后，随机抽了六套送往万向集团技术中心汽车零部件实验室作性能测试，其中三套测静扭强度，另三套测扭转疲劳寿命。测试结果数据表明用细晶粒20Cr制的BJ130C万向节达到了QC/T29051-1992《汽车万向节十字轴总成质量分等》优等品要求(见表1，表2)。