42CrMoS4H热轧圆钢热处理工艺优化试验

欧阳峥容，郑桂芸，张冠锋

（山钢股份莱芜分公司 技术中心，山东 莱芜271004）

1　前言

42CrMoS4H出自欧标EN 10083-3:2006《Steel for Quenching and Tempering》的中碳Cr-Mo钢，对应国标GB/T 3077中的42CrMoA钢，并添加0.020%～0.040%的S，改善钢的切削性能。42CrMoS4H钢具有良好的综合机械，淬透性高，韧性好，淬火时变形小，有高的蠕变强度和持久强度，常用于制造要求强度更高和调质截面更大的锻件，如工程机械用的大齿轮、增压器传动齿轮、后轴、受载荷极大的连杆及弹簧夹等。而42CrMoS4H钢良好的综合机械性能需要通过热处理工序实现。采用不同的热处理，会使金属材料得到不同的组织，从而获得所需要的性能。热处理工序是提高材料的强度、改善内部组织的重要环节［1］。

本研究分析了42CrMoS4H钢中频淬火+高温回火处理对力学性能的影响，分析热处理工艺制度对42CrMoS4H钢显微组织的影响，并通过工艺调整，摸索合适的热处理工艺制度，保证钢热处理后的综合机械性能。

2　生产工艺及热处理工艺

42CrMoS4H钢生产工艺：电炉冶炼（铁水+废钢）→LF精炼+VD脱气→连铸+电磁搅拌（坯型260 mm×300 mm）→轧制成材。

热处理工艺：根据EN 10083-3:2006标准要求，42CrMoS4H钢为了达到表1要求的力学性能，推荐的热处理制度为：820～880℃油淬或水淬，奥氏体化时间≥30 min；回火温度540～680℃，保温时间≥60 min。设计的热处理工艺见表2（3种热处理方案的回火温度均为600℃，冷却方式均为随炉冷却120 min后出炉）。

表1　42CrMoS4H钢标准要求的热处理后力学性能

表2　设计的热处理工艺方案

试验材料为Φ78 mm规格42CrMoS4H钢两炉，每个炉次5 t。首先按表2热处理方案中工艺1进行热处理。由于中频淬火需要一定的过热度，首次设定的最高温度为900～920℃，高于标准要求。……