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17Cr2Ni2Mo鋼齒輪滲碳緩冷裂紋分析及防止措施化學(xué)成分： 

碳(C)：0.14-0.19

硅(Si)：0.15-0.40

錳(Mn)：0.40-0.60

硫(S)：≤0.035

磷(P)：≤0.035

鉻(Cr)：1.50-1.80

鎳(Ni)：1.40-1.70 

鉬(Mo)：0.25-0.35

　　摘要：針對(duì)17Cr2Ni2Mo鋼齒輪緩冷出現(xiàn)裂紋問(wèn)題,，分析了產(chǎn)生裂紋的原因,，并提出了預(yù)防措施,。

　　關(guān)鍵詞：17Cr2Ni2Mo鋼,；齒輪；緩冷裂輪

　　1 前言

　　1997年,，某廠在為馬鋼棒材軋機(jī)配套生產(chǎn)初,、中軋機(jī)減速機(jī)過(guò)程中，材質(zhì)為17Cr2Ni2Mo鋼的齒輪在滲碳處理緩冷后產(chǎn)生裂紋,，為了找出裂紋發(fā)生的原因,，我們?cè)谥锌圃簩?zhuān)家的指導(dǎo)和幫助下進(jìn)行了分析探討。

　　2 產(chǎn)生緩冷裂紋的原因

　　產(chǎn)生裂紋的原因主要是滲層在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生不均勻相變?cè)斐傻?。滲層中存在大塊滲碳體和連續(xù)的網(wǎng)狀碳化物,，滲層的金相組織為三層，外層為下貝氏體和網(wǎng)狀碳化物,；中層為淬火馬氏體、下貝氏體和網(wǎng)狀碳化物,；第三層為下貝氏體加鐵素體,，由表及里的硬度檢查見(jiàn)下表。

　相變受下述因素影響：
　　2.1 溫度的影響
　　由于碳在鐵素體中的溶解度較?。ǜ呒s為0.025%）,，而在奧氏體狀態(tài)下，滲碳溫度越高,，碳在其中的擴(kuò)散系數(shù)越大,，既滲碳速度越大。但溫度不宜過(guò)高,，否則滲碳設(shè)備使用壽命顯著下降或損壞,，而且溫度過(guò)高時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)造成滲層組織粗大，碳化物級(jí)別超差等缺陷,。通常生產(chǎn)實(shí)際中采用900℃,、930℃滲碳。

　　2.2 碳濃度的影響
　　緩冷裂紋與滲碳時(shí)的碳勢(shì)有關(guān),。
　　在滲碳初期,，由于工件表面窮碳，接受活性碳原子的能力很強(qiáng),，滲碳速度較快,，此時(shí)爐內(nèi)碳勢(shì)較低，需要向爐內(nèi)通過(guò)大量的滲劑,，以維持爐內(nèi)的碳勢(shì),，具體還與裝爐量有關(guān)，此時(shí)如果不能及時(shí)補(bǔ)充滲劑，可能造成滲碳時(shí)間過(guò)長(zhǎng),，碳濃度分布曲線下凹等缺陷,，但也不能過(guò)強(qiáng)，否則可能出現(xiàn)大量網(wǎng)狀碳化物而無(wú)法消除,。
　　當(dāng)工件表面含碳量不斷升高,，碳勢(shì)不斷建立的情況下，應(yīng)逐步減少滲劑的加入,，滲碳進(jìn)入擴(kuò)散階段,，如果此時(shí)仍保持大劑量的滲劑，就要形成表面網(wǎng)狀碳化物,，使?jié)B層的強(qiáng)度下降,，脆性增加，尤其是抗拉強(qiáng)度的下降,，對(duì)防止出現(xiàn)緩冷裂紋相當(dāng)不利,。

　　2.3 滲碳時(shí)間的影響
　　當(dāng)滲碳溫度、碳勢(shì)確定以后,，滲碳時(shí)間主要取決于有效硬化層深度,，滲碳時(shí)間越長(zhǎng)，硬化層越深,，反之越淺,。對(duì)于17NiCrMo6鋼硬化層在10-15μm的工件，如果擴(kuò)散期控制不好,，時(shí)間過(guò)短,，有可能造成滲層碳濃度分布曲線過(guò)陡，在以后的緩冷過(guò)程中,，形成緩冷裂紋,。

　　2.4 緩冷速度的影響
　　緩冷一般是在冷卻井中進(jìn)行的，其冷卻速度應(yīng)比空冷更加緩慢,，以便盡可能得到較平衡的組織,。如果由于某種原因，使緩冷速度相當(dāng)于空冷速度,，結(jié)果就要出現(xiàn)緩冷裂紋,。分析結(jié)果也表明，當(dāng)滲碳層表面的含碳量達(dá)到共析成分以上時(shí),，滲層的淬透性不完全相同,，在特定的緩冷速度下，發(fā)生不均勻相變,，中間層的馬氏體比容較大,，使表面受拉應(yīng)力,，由于表層有惡化，承受不了大的拉力而開(kāi)裂,。

　　3 防止緩冷裂紋措施

　　通過(guò)上述分析可知,，產(chǎn)生緩冷裂紋的條件一是滲層中存在著大量的塊狀及網(wǎng)狀碳化物，使之性能惡化,；二是滲層中發(fā)生不均勻相變,。預(yù)防措施是：首先要避免滲層中產(chǎn)生大量網(wǎng)狀碳化物。對(duì)于17Cr2Ni2Mo這種含Cr,、Mo強(qiáng)碳化物形成元素的鋼,，滲碳時(shí)碳勢(shì)不能過(guò)高，尤其是到了擴(kuò)散期,，一定要把碳勢(shì)降到0.9%C左右,，并保持一定的時(shí)間，防止產(chǎn)生碳化物,。另外,，要避免中間層產(chǎn)生馬氏體。緩冷效果比較好時(shí),，一般組織比較平衡,，沒(méi)有不均勻相變，但由于冷卻井內(nèi)比較潮濕,，水分較大，使冷卻速度提高而產(chǎn)生裂紋,。如果冬天環(huán)境溫度比較低,，工件裝爐量少，雖然是在冷卻井中,，冷卻速度仍很快,，也容易產(chǎn)生緩冷裂紋。