淬火工艺对履带板钢ZG31Mn2SiRE

履带板是履带式拖拉机等重载车辆中用量较大且易磨损的部件。履带板工作时直接与土壤、砂石等接触，承受着整机的重量、牵引及其与土壤的摩擦，受到冲击、拉伸、挤压和弯曲等复杂应力的作用，在使用过程中极易造成过量磨损、变形等而失效。因此，要求履带板应具有高的强度，良好的韧性和耐磨性。传统上，重载车辆铸造履带板所应用的耐磨材料主要是高锰钢ZGMn13。高锰钢高的耐磨性只有在强烈冲击的工况条件(即高应力工况条件)下产生足够的加工硬化才能发挥出来，在非强烈冲击工况条件(中小能量冲击载荷作用)下，由于其表层不能产生足够的加工硬化，因而硬度低，耐磨性差。根据履带板工况条件(低应力磨料磨损)及其对材料的要求，采用中碳硅锰钢代替高锰钢制作拖拉机履带板，具有高强度和一定的韧性，耐磨性高于高锰钢，且降低成本。中国一拖集团有限公司研制的ZG31Mn2SiREB履带板用中碳硅锰钢，已在东方红履带拖拉机上得到了广泛应用，但其热处理工艺一直沿用高锰钢ZGMn13的水韧处理工艺，其热处理工艺的合理性有待验证。在实际生产中，ZG31Mn2SiREB履带板的力学性能尤其是冲击性能(具体指标为冲击功AK值)极不稳定，且波动范围大，严重影响了履带板的产品质量和使用寿命。本文通过对不同淬火工艺条件下ZG31Mn2SiREB的组织性能进行研究，分析淬火工艺对其性能的影响，为改进其热处理工艺以提高其韧性提供依据。 中国一拖集团有限公司生产的履带板钢ZG31Mn2SiREB是在5t酸性电弧炉中冶炼，主要原料为：废钢、回炉料、少量生铁、锰铁、1号硅铁稀土(27%～30%RE)。成分(质量分数，%；下同)控制范围为：0.28～0.34C，1.3～2.0Mn，0.4～1.0Si，P、S≤0.04，0.02～0.04RE，0.001～0.004B。钢水浇注前采用1号硅铁稀土对其进行变质处理，稀土-硼复合变质剂采用冲入法加入浇注小包内(加入量为0.15%)。钢水处理前进行充分的脱氧脱硫处理，以降低P、S杂质的有害影响。钢水出炉温度为1640～1700℃，浇注温度为1520～1560℃，采用双铂铑热电偶测温。炉前取样化学成分为：0.30C，1.95Mn，0.75Si，0.032S，0.029P。处理后的钢水浇铸成标准Y型试块，共浇铸3个Y型试块(同一炉次)，冷却至室温后打箱取出试块。在每个Y型试块下端用线切割的方法切取6个10.6mm×10.6mm×55mm的冲击试块，共切取18个。将18个冲击试块分为3组，每组6个试块，进行不同温度(880、940和1050℃)保温1h水淬+200℃×2h空冷的热处理。 ZG31Mn2SiREB目前的热处理工艺是由铸态直接高温奥氏体化淬火(回火)，在淬火前未经正火或退火等组织预先热处理，而铸态组织的均匀细化，可促使淬火(回火)态有利组织的形成，提高钢的韧性。因而，要使其微区成分比较均匀，淬火(回火)后组织比较细小，应在淬火前进行正火或退火预处理，且淬火温度也不易太高。 (来源：热处理)