载重卡车用Cr-Mo系列齿轮钢的开发与应用

摘要

齿轮钢是汽车材料中要求较高的关键材料之一。Cr-Mo系列齿轮钢是我国为适应汽车工业发展的需要，从日本钢铁工业标准JIS中引进的高标准汽车齿轮用钢。该系列钢种具有细晶粒组织，并具有高硬度、高耐磨性、淬透性好、韧性适中等特点。 为了开发Cr-Mo系列汽车齿轮钢，首先确定了对Cr-Mo系列汽车齿轮钢成分、组织、性能的要求，然后通过采用国内先进的偏心炉底出钢电炉初炼+LFV真空精炼和钢包喂线技术，制定合理的轧制工艺，设计合理的内控成分并针对各技术指标的特点，探索出合理的重载卡车用Cr-Mo系列齿轮钢的熔炼、处理和轧制工艺，开发出了Cr-Mo系列汽车齿轮钢。试验结果表明：研制出的Cr-Mo系列齿轮钢的纯净度和氧含量达到14～20ppm；低倍组织和带状组织明显改善，带状组织级别≤2级；晶粒度小于6级；末端各点硬度值均能满足该系列钢种技术标准要求，并实现了窄淬透性带控制的目的。 进而对开发出的Cr-Mo系列汽车齿轮钢的临界点、连续冷却曲线进行了测试，在此基础上探讨了不同热处理状态对Cr-Mo系列汽车齿轮钢晶粒度、组织和性能的影响规律，为今后进一步优化和完善生产工艺提供了理论依据。 最后，选择SCM822H(22CrMoH)齿轮钢进行了应用验证，结果显示SCM822H(22CrMoH)齿轮钢的淬透性较20CrMnTi有大幅度的提高，其J15的硬度分别控制在36～42HRC和35～41HRC范围，各种性能指标达到或超过了日本进口同类钢材的水平，可以满足重型系列卡车主减速齿轮的要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2汽车用齿轮钢的性能质量要求

1.2.1对末端淬透性的要求

1.2.2对纯洁度的要求

1.2.3对晶粒度的要求

1.2.4对微量元素的要求

1.2.5对表面质量的要求

1.3汽车用齿轮钢的研究现状

1.3.1汽车齿轮钢成分设计的依据

1.3.2齿轮钢生产工艺的现状

1.3.3齿轮钢性能研究的现状

1.3.4齿轮钢实物质量

1.4国内齿轮钢生产技术的发展方向

1.5存在的问题

1.6课题来源及主要研究内容

1.6.1课题来源

1.6.2主要研究内容

第2章Cr-Mo系列钢组织、成分、性能的要求

2.1引言

2.2 Cr-Mo系列汽车齿轮钢化学成分的设计

2.2.1碳

2.2.2锰与铬

2.2.3钼

2.3 Cr-Mo系列汽车齿轮钢的组织要求

2.4 Cr-Mo系列汽车齿轮钢的性能要求

2.5 Cr-Mo系列汽车齿轮钢的末端淬透性要求

2.5本章小结

第3章Cr-Mo系齿轮钢生产工艺及质量控制

3.1引言

3.2 Cr-Mo系列汽车齿轮钢的生产工艺控制

3.2.1 Cr-Mo系列汽车齿轮钢电炉冶炼工艺控制

3.2.2 Cr-Mo系列汽车齿轮钢轧钢工艺控制

3.3钢的纯净度及氧含量的控制

3.4钢的低倍组织及带状组织的控制

3.5钢的晶粒度控制

3.6钢的淬透性控制

3.7钢的机械性能

3.8本章小结

第4章热处理工艺对钢的组织及性能的影响

4.1引言

4.2 Cr-Mo系列钢种的临界点及连续冷却曲线的测定

4.2.1 Cr-Mo系列钢种的临界点及比重

4.2.2 Cr-Mo系列钢种的连续冷却转变曲线

4.3热处理温度对钢晶粒度的影响

4.4热处理工艺对钢组织的影响

4.4.1热轧、正火态Cr-Mo系列钢的组织

4.4.2等温退火态Cr-Mo系列钢的组织

4.4.3低温回火态Cr-Mo系列钢的组织

4.5热处理工艺对钢力学性能的影响

4.6本章小结

第5章Cr-Mo系列钢的应用

5.1引言

5.2基础技术指标

5.2.1试验钢材的化学成分、纯净度、氧含量

5.2.2钢的原始组织

5.2.3钢的淬透性

5.3齿轮的锻造及锻件的热处理

5.4齿轮的主要技术参数

5.5齿轮的渗碳工艺试验

5.6本章小结

结论

参考文献

致谢

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