30Cr2Ni2Mo是什么材质

30Cr2Ni2Mo是合金结构钢简称，特钢优质合金钢，是在优质碳素结构钢的基础上，适当地加入一种或数种合金元素而制成的钢种。30Cr2Ni2Mo锻钢850℃淬火后,再分别进行480,550和600 ℃的回火处理。分别用X射线衍射(XRD)测试了锻钢的物相,用扫描电镜(SEM)分析了试样的显微组织及断口形貌,用万能材料试验机测试了锻钢的力学性能。结果表明,随回火温度的升高，Fe,Ni,相含量增大,回火索氏体组织中碳化物长大,冲击断口韧窝增多;锻钢强度降低,冲击吸收能量增大,该锻钢适宜的回火温度为550 ℃。

核电机组轴瓦材料要求工件经锻造后调质处理,需满足高强度的标准要求,即力学性能要求屈服强度R>1050 MPa,抗拉强度R. >1250 MPa,冲击吸收能量KV,>45 J。目前大量使用30Cr2Ni2Mo锻钢,但这种锻钢的工艺稳定性差,从而使力学性能往往达不到实际使用的要求。30Cr2Ni2Mo锻钢在使用过程中,往往出现力学性能不达标的情况。本文通过对比30Cr2Ni2Mo锻钢经锻造和调质处理后的力学性能,利用金相显微镜和扫描电镜(SEM)观察锻钢的显微组织、碳化物形貌及分布,以及断口形貌,寻找热处理工艺对30Cr2Ni2Mo锻钢强度、冲击吸收能量的影响,从而为该锻钢的使用提供参考。

试验用锻钢化学成分与GB/T 17107—1997《锻件用结构钢牌号和力学性能》中30Cr2Ni2MoNi钢相比较,化学元素的含量在国标要求范围之内。但此钢种仍存在较大的 Ni含量,意味着在锻钢中多余的Ni会和Fe形成其它相,以此化学成分为基础的锻钢,其显微组织及最终的力学性能将受热处理及化学成分的影响。

30Cr2Ni2Mo锻钢化学成分

不同回火温度处理后,试验钢的力学性能如表所示。可以看出,随回火温度的升高,材料的屈服强度和抗拉强度都降低,特别是600℃回火后的屈服强度已降至1000 MPa以下,已不满足标准的要求。伸长率、断面收缩率和冲击吸收能量都增大。550℃回火的冲击吸收能量达46J,已超过45J,600 ℃回火后已远超过45J。因此,经850℃淬火,再进行回火处理时,回火温度的选择非常关键。回火温度过低,虽能够保证足够的强度,但冲击韧性达不到使用要求;同时,如果回火温度过高,则强度下降,同样达不到材料的使用要求。从力学性能值可以看出,选择550℃的回火温度较为适宜。

30Cr2Ni2Mo锻钢中的Ni与Fe形成Fe,Ni,相,并随回火温度的升高而增多;回火温度升高,组织中的碳化物逐步长大,强度降低。30Cr2Ni2Mo锻钢随回火温度升高,断口形貌从准解理沿晶断口过渡到韧窝状纤维断口;韧窝状纤维更细,大韧窝更多,冲击吸收能量增大。该锻钢适宜的热处理工艺为850℃淬火和550 ℃保温2h回火。