1.7231（42CrMo）澆鑄及熱處理工藝

1.7231成分要求：

C:0.38-0.45Si:0.15-0.4Mn:0.6-0.9P40.025S《0.035

Cr:0.9-1.2M0:0.15-0.3

1.7231機(jī)械性能要求：

抗拉：800-950屈服：2600延伸率212%沖擊231J

一：1.7231化學(xué)成分的確定

（1）碳（C）：超過(guò)共析成分后與Cr、Mn、Me等合金元素形成的碳化物司溶

于鐵素體中強(qiáng)化基體，使鋼的強(qiáng)度和硬度大幅度提高，從而提高鋼的耐磨

性，但C過(guò)高則韌度降低，淬火時(shí)，隨著C質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，淬火應(yīng)力增加，

開(kāi)裂傾向增大，但可以通過(guò)降低淬火溫度減少開(kāi)裂傾向。由此C控制為中

限0.4-0.43o

（2）硅（Si）:固溶于鐵素體和奧氏體中，有明顯的強(qiáng)化作用，Si降低C

在奧氏體中的溶解度，促使碳化物析出，提高強(qiáng)度和硬度。Si和。的親

和力僅次于A1和Ti,而強(qiáng)于Mn、Cr.V,很好的還原劑和脫氧劑，可提

高鋼的致密度，但過(guò)高將顯著降低鋼的塑性和韌度，Si對(duì)鋼的韌性有不

利的影響，特別是Cr、Mn、Si3種元素同時(shí)存在時(shí)，在鑄造中裂紋和開(kāi)裂

的傾向增大，生產(chǎn)工藝難度及廢品率增加。由此Si控制為中線偏下

0.2~0.3c

（3）銃（Mn）：強(qiáng)烈增加鋼的淬透性，對(duì)生產(chǎn)中采用空冷淬火極為有利，

淬火后得到馬氏體組織。Mn又是較強(qiáng)的脫硫劑，可減少硫的有害作用。

但過(guò)量的Mn會(huì)導(dǎo)致鋼的淬火組織中奧氏體增加，易引起晶粒粗大,使鋼的

硬度下降。由此Mn控制為中線0.6-0.7。

（4）銘（Cr）：是碳化物形成元素，Cr溶于奧氏體中強(qiáng)化基體且不降低韌

度，推遲過(guò)冷奧氏體轉(zhuǎn)變，增加鋼的淬透性，Cr使鋼的強(qiáng)度和硬度明顯

提高，此外Cr能細(xì)化晶粒，提高回火穩(wěn)定性，Cr是強(qiáng)碳化物形成元素。

在鋼中隨Cr量的變化，碳化物可轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)抗磨有利的碳化物類(lèi)型,當(dāng)

Cr>4%時(shí)，即可有硬度較高的M7c3型碳化物出現(xiàn)，這有利于提高鋼的耐磨

性。另有部分Cr溶入基體中，既強(qiáng)化基體又提高淬透性。Cr在回火時(shí)能

阻止或減緩碳化物的析出和集聚，使碳化物保持較大的分散度，有利于強(qiáng)

度和硬度的提高.由此Cr控制為上限1-1.Io

(5)相(Mo)：在鋼中主要作用是提高淬透性，細(xì)化晶粒，改善碳化物的形

態(tài)和分布，防止回火脆性，與Cr同時(shí)加入可改善沖擊韌度，由此Mo控制

為上限0.25-0.3o

(6)鈦(Ti):Ti是活潑元素。鋼中加入微量的鈦，可以明顯細(xì)化晶粒，減

少枝晶偏析，提高鋼的強(qiáng)度和韌性。鈦還是一種脫氧去氣劑，在鋼中形成

極為穩(wěn)定的TiC。鈦并不易溶解，只有當(dāng)鋼加熱到1000℃以上才緩慢地溶

解，從而保證鋼在熱處理中能獲得細(xì)晶粒組織。鈦?zhàn)鳛閱我坏奈⒑辖鸹?/p>

素添加到鋼中，其含量必須達(dá)到一定量(Ti〉0.04%質(zhì)量分?jǐn)?shù))，才能起到析

出強(qiáng)化作用。鈦的加入不宜過(guò)量，否則會(huì)有多余的鈦固溶于鐵素體中。綜

合考慮Ti含量控制在0.04%~0.15%為宜。

(7)硼(B)：B是主要的淬透性元素。在鋼中添加0.001%的B,能顯著提高

材料的力學(xué)性能，特別是沖擊韌性。B在丫及a固溶體中的溶解度不大，

且屬縮小Y相區(qū)的元素。B和鐵產(chǎn)生很穩(wěn)定的硼化物-Fc2B和碳能結(jié)

合成碳化物。微量的B能大大提高鋼的可淬硬性，但加入量極微。當(dāng)B

含量大于0.007%后，鋼發(fā)生“熱脆”。為獲得綜合的機(jī)械性能，要將B含

量范圍控制在0.002%~0.005%之間。

(8)硫(S)、磷(P)為有害元素，在鋼中應(yīng)嚴(yán)格控制在下限。

二：熔煉工藝

(1)加料：加入廢鋼、鑰鐵后通電熔化，在開(kāi)始通電的6-8分鐘內(nèi)供給6冰的

功率，待電流沖擊停止后，逐漸將功率開(kāi)至最大，隨時(shí)注意搗料，防止?fàn)t料〃搭

橋〃并繼續(xù)添加爐料。

(2)造渣:爐料熔清后，加入造渣材料(石灰：螢石=2：1),石灰造&熒石2.5Kg

造渣覆蓋鋼液，渣料加入量為總裝量的1T.5%。

(3)取樣扒渣：爐料熔清后，取樣分析C、S、P、Mo.Si、Mn,P,并將預(yù)熱的

銘鐵及造渣材料加入爐內(nèi)，渣料熔清后將功率降到40-50%,傾爐扒渣，另造新渣。

(4)脫氧：渣料化清后，加入(石灰粉：鋁線=1：2)石灰0.3Kg,鋁線0.6Kg

進(jìn)行擴(kuò)散脫氧，脫氧過(guò)程中可用石灰粉和螢石粉調(diào)整爐渣粘度，同時(shí)在鋼液溫度

達(dá)到1560C(熱電耦)以上時(shí)，扒除大部分爐渣，加入鎰鐵和造渣材料。

(5)測(cè)溫：測(cè)量鋼液溫度，要求出鋼溫度在161Al630C(熱電耦)，檢查鋼液

脫氧情況。

(6)加硅鐵：出爐前5To分鐘加入硅鐵，加入量按規(guī)定下限配入，并根據(jù)試樣

調(diào)整化學(xué)成分。

(7)各元素調(diào)整平衡后，造渣升溫至1550℃除渣，在脫氧基本良好的潔凈液面

上加入鈦鐵(FcTi30),Ti在鋼液中形成TiN、TiC。TiC顆粒細(xì)小，是阻礙奧氏

體晶粒長(zhǎng)大的有效質(zhì)點(diǎn)，提高鋼水的潔凈度，得到N、0、S含量較小的潔凈鋼水,

可獲得細(xì)晶粒組織。鈦鐵加入后及時(shí)升溫，待鋼液溫度升至1600C時(shí)，扒渣及

清除浮渣，在脫氧良好潔凈的液面上加入己預(yù)熱的硼鐵，并采用高效隔熱保溫

劑覆蓋，待鋼液溫度升至1630℃~1650c時(shí)，徹底除渣后傾鋼。

(7)出鋼：鋼液溫度符合要求，停電出鋼，在茶壺包中加入稀土0.4kg進(jìn)行孕

育處理，插鋁線(0.8Kg/t)0.5Kg進(jìn)行終脫氧，最后加入覆蓋劑，防止鋼液氧

化，并作成品分析。

(8)澆注：鋼液在包內(nèi)鎮(zhèn)靜3-5分鐘后進(jìn)行澆注，要求澆注溫度為1530T550℃

(熱電耦)。

變質(zhì)處理:變質(zhì)處理是采用中性材料鋼包，在出鋼前30min將茶壺包預(yù)熱至800℃

左右，將已預(yù)熱的稀土變質(zhì)劑按鋼液重量的0.3%加入鋼包底部，并用潔凈的薄

鐵皮覆蓋，以延長(zhǎng)變質(zhì)劑的反應(yīng)，對(duì)鋼液進(jìn)行孕育變質(zhì)。變質(zhì)劑的加入量不得過(guò)

量，過(guò)多的變質(zhì)劑會(huì)使鋼液中夾雜物數(shù)量增多，對(duì)材料的韌性帶來(lái)不利影響。變

質(zhì)溫度為1550℃~1580℃。變質(zhì)過(guò)程中造渣，扒渣兩次，將被融渣吸附的懸浮夾

雜物及非金屬夾雜物排出。排渣即為清雜的過(guò)程。變質(zhì)處理后及時(shí)在鋼包的液面

上覆蓋鋼包覆蓋劑進(jìn)行靜置，待溫度降至1550℃、1580℃時(shí)，扒開(kāi)茶壺包嘴浮渣

進(jìn)行澆注。

(9)縮松產(chǎn)生的原因：均在靠近冒口附近局部區(qū)域產(chǎn)生不同程度的縮松，究其

原因，皆由于ZG40Cr\lo屬多元低合金鋼收縮大所致，為此在澆冒系統(tǒng)設(shè)計(jì)上應(yīng)

保證建立良好的逐漸遞增的溫度梯度及形成合理的順序凝固方式。由此澆鑄前型

殼下面淬水，上部加保溫棉，澆鑄完后加保溫劑。

三：熱處理工藝

(1)消除鑄件鑄后應(yīng)力、改善組織，鑄件鑄后采用退火工藝以消除鑄造應(yīng)力

注：1：裝爐時(shí)在200-300℃裝爐。

2：爐冷至300℃后出爐空冷。

(2)淬火工藝

淬火工藝

注：1：裝爐在200-300C裝爐。

2：水冷油冷即：820℃出爐后淬水，在水中冷卻到3