SWRCH22A低碳冷镦钢缓慢冷却退火工艺研究 摘 要 介绍SWRCH22A低碳冷镦钢缓慢冷却退火工艺采用正交试验研究保温温度、保温时间、冷却速度对缓慢冷却退火工艺的影响程度，由此获得SWRCH22A低碳冷镦钢退火的最佳工艺试验结果可知：最佳缓慢冷却退火工艺为保温温度700 ℃，保温时间5 h，冷却速度20 ℃/h；在退火过程中，保温温度和冷却速度为退火工艺的主要影响因素，生产过程中要严格按工艺控制保温温度和冷却速度同时引入正交试验设计方法，有效地减少试验次数，快捷有效的得到试验结果关键词：SWRCH22A；低碳冷镦钢；缓慢冷却；热处理；标准件是机械 、结构建筑等领域中必然会涉及到的重要部件之一，而SWRCH22A低碳冷镦钢则是标准件中的其中一种而在生产SWRCH22A低碳冷镦钢的标准件厂，工作人员经常用到的球化退火热处理主要有：亚温退火热处理、等温球化退火热处理、周期球化退火热处理和一般球化退火热处理（缓冷法）选择合适的保温温度、保温时间、冷却速度等参数，可以得到优良的球化组织目前，在实际生产中，球化退火热处理常常需要几十小时的加热、保温和缓冷，才能使钢中的片状碳化物变为球状碳化物，而且往往得不到令人满意的球化效果。
因此，针对SWRCH22A低碳冷镦钢采用正交法设计试验，通过对正交试验数据的分析，得出较好的退火工艺，使经球化退火后材料具备优良的组织和力学性能，解决生产中报废率高及质量不稳定等问题1、试验原料及方法1.1 设计标准及试验原料SWRCH22A低碳冷镦钢标准设计及成分要求见表1；SWRCH22A试验用钢的化学成分见表2表1 SWRCH22A的标准要求及成分设计Table1 The chemical composition of steel w/%项目CSiMnPS标准0.18～0.23≤0.100.70～1.00≤0.030≤0.035表2 SWRCH22A试验用钢的化学成分Table1 The chemical composition of steel w/%CSiMnPS0.210.070.860.0080.002综上对比可以发现，SWRCH22A试验用钢的化学成分满足SWRCH22A型号钢材中各种化学成分的标准要求1.2 试验设备在对SWRCH22A低碳冷镦钢的实验用钢进行正交法设计实验时，实验过程中所涉及的实验设备包括SX2-12-11Q气氛保护热处理炉，XTL-3400金相显微镜，401MVA维氏硬度计等。
2、试验2.1 缓冷工艺缓慢冷却退火工艺路线如图1所示，试样放在退火炉中进行加热，当温度升到保温温度时开始计时保温，保温结束后，按设定的冷却速度冷却至<500℃出炉球化退火完成后将试样制成金相样品，并用硝酸酒精腐蚀，最后进行显微组织观察和力学性能测试图1 缓慢冷却球化退火工艺路线2.2 试验结果利用正交法安排试验，缓慢冷却退火热处理的因素与水平见表3，依据试验内容，设计了正交表L9（34），如表4所示，共9组试验表3 正交试验水平因素水平试验因素A奥氏体化温度/℃B奥氏体化保温时间/hC冷却速率/（℃•h-1）D168042002700530037206400表4 正交表L9（34）试验编号试验因素A/℃B/hC/（℃•h-1）D168042002680540036806300470053005700620067004400772064008720430097205200在缓冷球化退火工艺中，为了探讨球化退火的最佳工艺条件，以达到满意的球化效果，本次正交法设计试验中将硬度作为评价试验结果的量化指标通过对此类数据的分析对比，以研究不同的因素与水平对SWRCH22A冷镦钢硬度的影响试验结果如表5所示。
表5 试验结果分析试验编号试验因素维氏硬度HV0.3A/℃B/hC/（℃•h-1）D16804200122.226805400125.336806300122.947005300116.657006200116.067004400118.177206400135.487204300131.797205200129.5K1370.4372.0367.70.0—K2350.7371.4371.20.0—K3396.6374.3378.80.0—K1123.5124.0122.60.0—K2116.9123.8123.70.0—K3132.2124.8126.30.0—极差R15.31.03.70.0—2.3 结果分析从表5中我们知道，因素A、B、C的极差由大到小排列依次为A、C、B，即各因素对试验结果的影响大小次序为A>C>B，冷却速度和保温温度这2个因素对试验结果的影响较大，而保温时间和保温时间对试验结果的作用很小因此，在实际生产中，要达到比较满意的球化效果，必须选择合适的保温温度和冷却速率由于试验指标为硬度，硬度越小，效果就越好，结合表4中的ki，kA2小于kA1和kA3，所以可判定A2为A因素的优水平，同理，可以确定B2、C1分别为B、C因素的优水平。
因而得出本试验的最佳水平组合为A2B2C1因此，采用缓慢冷却退火工艺对SWRCH22A低碳冷镦钢进行热处理时，最佳的热处理条件为：保温温度为700℃，保温时间为5h，冷却速率为20℃/h图2 不同影响因素与硬度的关系为了更直观地表征样品的硬度与因素水平的变化而变化的趋势，分别以各因素的各水平作为横坐标，以相应的硬度为纵坐标画图，见图2在整个热处理中，保温温度及冷却速率对SWRCH22A钢退火态的硬度影响很大，因此，在实际生产中，要达到比较满意的球化效果，必须选择合适的保温温度和冷却速率2.4 金相检验图3为Φ3.0 mm SWRCH22A退火前后的金相组织从图3中可以看出，退火后可以看到线材组织的分布及碳化物的形态都发生了很大变化，组织基体为铁素体许多铁素体基体上弥散分布着粒状碳化物，且均匀弥散a）球化退火前b）球化退火后图3 Φ3.0 mmSWRCH22A退火前后金相组织2.5 硬度检测取经冷拉拔后Φ3.0 mmSWRCH22A试样，按上述A2B2C1工艺进行热处理，进行洛氏硬度试验，经检测其维氏硬度为115 HV，可知正交试验得到的退火工艺为低碳合金钢SWRCH22A线材的最佳球化退火工艺。
3、结论（1）正交试验得出低碳合金钢SWRCH22A线材的最佳退火工艺：保温温度700 ℃，保温时间5 h，冷却速度20 ℃/h2）在退火过程中，保温温度和冷却速度为主要影响因素，要进一步提高线材的综合性能，必须严格控制保温温度和冷却速度3）在退火工艺的确定过程中，引入正交试验设计方法可有效地减少试验次数，将复杂的问题简单化，对生产和实践具有一定的指导作用参考文献[1]郭亮.SWRCH22A标准件用钢试制[J].包钢科技,2000(02):35-37+49.[2]何力国,严进宝,刘春颖,马明明,张军利.SWRCH22A冷镦钢盘条的开发与应用[J].山东冶金,2021,43(01):20-23. -全文完-。