No.1
January2015
《大型铸锻件》
HEAVY CASTING AND FORGING
提高20Mn2钢锻件屈服强度的实用技术
王松林任秀凤秦英超刘守峰银伟王聪高宁
（山东伊莱特重工有限公司，山东250217）
摘要：详细的介绍了提高20Mn2钢锻件届服强度的工艺试验过程、力学性能测试结果、试验过程中出现的问题及解决办法，提出了提高20Mn2钢锻件届服强度的工艺措施。
关键词：20Mn2钢；届服强度；热处理工艺
中图分类号：TG156
文献标志码：B
PracticalTechnologyforImproving theYield Strength of20Mn2Steel
Wang Songlin, Ren Xiufeng, Qin Yingchao, Liu Shoufeng, Yin Wei, Wang Cong, Gao Ning
Abstract :This paper introduces the process test for improving the yield strength of 20Mn2 steel forgings, mechani-cal property test results, problems and solutions in test process, and brings out the process method for improving the yield strength of 20Mn2 forgings.
Key words:20Mn2 steel; yield strength; heat treatment process
20Mn2钢是在20钢的基础上，为增加钢的率透性添加了锰元素，但此钢仍属于低碳、低合金、低率透性钢。50mm壁厚的20Mn2钢筒形锻件水冷时1/2壁厚处泽不透，其金相组织为非淬火组织一珠光体+铁素体。与锻件表面性能比较，心部强度、硬度值降低的幅度较大，工件壁厚心部的屈服强度很难达到技术条件规定的指标。如果通过提高钢的碳及合金元素残余含量来提高钢的率透性，达到提高钢的强度的自的，一是受到钢的焊接碳当量限制，二是受到锻件用钢订货时需按特殊要求而增加成本的制约。若采用降低回火温度来保证钢的强度指标达到技术要求，则又受到技术条件规定的最低回火温度的限制。因此，对20Mn2钢进行热处理工艺性试验研究，探索提高20Mn2钢屈服强度的热处理关键技术，是我们面临的重要课题。
锻件技术条件 1
锻件尺寸：外圆①696mm/内孔?605mm× 高度214mm。锻件用钢：20Mn2。锻件用钢的化学成分应符合表1规定。钢的焊接碳当量CEV ≤0.54%。
表1.20Mn2钢化学成分要求（质量分数，%）
Table1
Chemical composition requirements
of 20Mn2 steel(mass fraction, %)
Mn
0.17[0.17 0. 24) ~0. 37
P
S
Cr
1.40
~1.800.0350.0350.30
收稿日期：2014—04—14 6
Ni
Mo o.15
Cu 0.30
表220Mn2钢力学性能要求
Table 2Mechanical properties requirement
of 20Mn2 steel
R_/MPa >565
R,e.2/MPa ≥483
A(%) >22
Z(%) >35
-18A,/J >21
锻件调质的回火温度应≥538℃。锻件经调质处理后，于1/2壁厚处切取纵向力学性能试样，其测试结果应符合表2规定。
2
生产试制
20Mn2钢筒形锻件采用连铸坏锻粗冲孔制坏
后辗扩成形。锻件锻后进行正火处理。粗加工后，工件在电阻式台车热处理炉中加热，按图1调质处理工艺进行热处理。每炉装2挂，舞挂装3 件。当泽火加热保温结束，第1挂出炉吊去火，第2挂继续在炉中保温，待第1挂率火结束后，第二挂出炉去痒火。工件率火时，开始水温为 30℃，工件在水中冷却2.5min，并且要不停的在水中窜动，淬火水冷结束时水温为31℃。淬火后及时装炉回火。
变形量测定结果：工件外径涨大2mm~6 mm，内孔直径涨大1.8mm~5mm，略呈椭圆。
调质后锻件的力学性能测试结果见表3。
从表3可以看出，调质处理后工件的屈服强度不合格，与技术要求规定值之间差距较大，这说明工件淬火时冷却效果不佳。从显微组织（见图 2、图3)分析，组织中存在严重的魏氏组织。由于率火冷速不足先共析铁系体从奥氏体晶界上沿着