国产32Cr3MoVA材料性能研究

董 俊

(哈尔滨东安发动机(集团)有限公司, 哈尔滨 150066)

NITRALLOY"N"材料国产研制后采用32Cr3MoVA氮化钢材料。32Cr3MoVA为高纯净度氮化钢，国外生产制造技术已经非常成熟。但是国产化工作开始后,掌握32Cr3MoVA钢的冶炼方法和热加工工艺方法，解决该材料用于制造大截面零件的锻造、热处理的工艺问题是非常关键的。

1 国产32Cr3MoVA氮化钢入厂复验情况

1.1 国产研制32Cr3MoVA氮化钢技术指标

化学成分和机械性能技术指标要求如表1、2所示。

表1 国产32Cr3MoVA元素含量技术指标 %

表2 国产32Cr3MoVA的力学性能技术指标

1.2 国产32Cr3MoVA氮化钢检验数据

国产32Cr3MoVA氮化钢入厂检验项目分别为化学分析、机械性能、低倍组织、断口、晶粒度等。具体检验数据见表3和表4。

表3 32Cr3MoVA氮化钢化学含量 %

表4 32Cr3MoVA氮化钢机械性能数据

2 国产研制32Cr3MoVA材料试验

2.1 淬火、回火热处理状态下的机械性能试验

将32Cr3MoVA棒材，加工成φ20×10 mm左右的圆棒试料以及φ15×85mm和15×15×55mm的机械性能试料，首先进行淬火、回火和稳定回火处理。工艺参数如下：

淬火：温度950℃±10℃ 保温时间：1h50min～2h;油冷；回火：温度630℃±30℃ 保温时间：3h～4h；空冷；稳定回火：温度590℃±5℃ 保温时间：10h～12h 随炉冷；通氩气保护。淬火、回火后机械性能结果见表5，结果符合技术要求。

表5 淬火、回火后的机械性能数据

2.2 工艺试验

工艺参数为：氮化温度：530±5℃，氮化时间：105～120h，氨气分解率：45%，其中氨气为40%，裂解氨气为60%。

用上述工艺参数进行工艺试验得到结果为：

(1)硬度HRC60处的氮化层深度：0.23 mm(要求为不小于0.18mm)。

(2)氮化层深度：0.54mm(要求为0.47～0.61mm)。

(3)氮化后机械性能见表6。

表6 氮化后的机械性能结果

(4)金相组织：氮化索氏体+波纹状氮化物+0.016mm白层。

(5)表面硬度：93.0 HR15N，心部硬度：39.5 HRC。……