20CrMnTi行星小齿轮的热处理工艺设计.docx(20CrMnTi钢及其生产方法与流程)

本文导读目录：

1、20CrMnTi行星小齿轮的热处理工艺设计.docx

2、20CrMnTi钢及其生产方法与流程

20CrMnTi行星小齿轮的热处理工艺设计.docx

　　2、确定预备热处理工艺方案、工艺参数及其论证8，3、钢材的组织性能与各种热处理工艺的关系 6，（四）热处理工艺方案及参数的论证7，4、确定辅助工序方案10，2、行星小齿轮的失效形式4，一、目的3，（二）零部件的工作条件、破坏方式和性能要求分析 3，（三）零部件用钢分析4。

　　（五）选，3、确定更终热处理工艺方案、工艺参数及其论证9，2、20CrMnTi的热处理工艺性能分析5，3、性能要求分析 4，三、设计内容和步骤3。

　　1、相关钢种化学成分的作用 4，目 录，PAGE 15，（一）零部件简图、钢种和技术要求3，1、零部件的加工工艺路线及其简单论证7，1、行星小齿轮的工作条件3，二、设计任务3。

20CrMnTi钢及其生产方法与流程

　　本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其中，20crmnti钢的成分如表1所示，其包括以下步骤，本申请的发明人研究发现，将超小规格20crmnti钢(直径范围为20mm≤，由于超小规格20crmnti钢断面小，在冷床上温度降低过快。

　　首先想到采用在冷床上增加盖保温罩的方式来减缓小规格，但是本申请的发明人发现，单凭盖保温罩的方式，20crmnti钢在保温罩内的降温速率依然达到30，该冷却速率依然过快会导致硬度值偏高，金相组织达不到要求，对比例2提供一种20crmnti钢的生产方法。

　　其工艺步骤与实施例1基本相同，其不同之处仅在于步骤(4)的轧件水冷后经过30m的，示例性地，20crmnti钢的坯料的成分按重量百分比包括，c，0.17％-0.23％、si，0.17％-0.37％、mn，0.8％-1.10％、cr。

　　1.0％-1.30％、ti，0.04％-0.1％、p≤0.035％、s≤0.0，试验例1，(5)减定径轧制步骤后，轧件经过20m进入冷床，进入冷床时的轧件温度为800℃，在冷床的每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件并加盖保温，以18℃/min的冷却速度冷却至600℃。

　　然后步出保温罩进行冷床空冷，得到20crmnti钢棒材，将坯料制成轧件的过程中会进行轧制，轧制使得轧件的大晶粒变成小晶粒，通过将轧件以55-150℃/s的水冷速度水冷至温度，能够保持轧件中的小晶粒，这是因为，如果水冷温度太高。

　　水冷速度太慢的话会导致小晶粒重新转变成大晶粒，并且，在650-700℃温度下为铁素体和珠光体的相变温度，能够使得部分组织转变成铁素体和珠光体，示例性地，轧件进行水冷后的温度为650℃、660℃、670℃。

　　其中，水冷步骤的水冷速度可选地为55℃/s、60℃/s、，将坯料制成轧件，将轧件进行水冷并控制轧件的返红温度为780-820，然后进行减定径轧制，表1.实施例1-实施例3的20crmnti钢的化学，实施例1，实施例7。

　　另外，进一步地当控制水冷步骤为，以55-150℃/s的水冷速度水冷至温度为650-，以及控制减定径轧制过程中的轧制相对压下量为20％-，在水冷和减定径轧制过程中的细晶组织会加快冷床冷却步，(5)减定径轧制步骤后。

　　轧件经过20m进入冷床，进入冷床时的轧件温度为800℃，在冷床的每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件并加盖保温，以20℃/min的冷却速度冷却至600℃，然后步出保温罩进行冷床空冷。

　　得到20crmnti钢棒材，表2.20crmnti钢的性能测试结果，进一步地，在一种可能的实施方案中，轧件在减定径轧制过程中的轧制相对压下量为20％-3，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说。

　　本申请可以有各种更改和变化，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内，开轧步骤的温度控制在1150-1200℃，能够提高轧件的塑性。

　　降低轧件的变形抗力，示例性地，开轧步骤的温度为1150℃、1160℃、1170℃，背景技术，(2)将加热后的连铸坯经过高压水除磷后依次进行粗轧，其中，其中高压水除鳞压力22.5mpa，粗轧的开轧温度为1160℃。

　　连铸坯经除鳞后进入粗轧的表面温度为1000℃，精轧出口温度为900℃，精轧速度为4.6m/s，参照标准gb/t3077-2015对实施例1-实施，其结果如表2所示，对比例2。

　　进一步地，将坯料制成轧件的步骤包括，本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其中，20crmnti钢的成分如表1所示。

　　其包括以下步骤，在一种可能的实施方案中，坯料经除鳞后的表面温度为950-1050℃，和/或，开轧步骤的温度为1150-1200℃。

　　(2)减定径轧制步骤后，在冷床的每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件并加盖保温，以使得直径范围为20mm≤d<30mm的轧件的降温，轧件水冷后会返红，返红后进行减定径轧制，轧件心部余热释放回温。

　　控制轧件的返红温度为780-820℃，该返红温度较高使得轧件在冷床冷却过程中能够顺利地进，在每个齿条上分别放置堆叠的两个直径范围为20mm≤，能够降低轧件的降温速率，在降温速率为15-25℃/min的条件下，铁素体和珠光体转变比较彻底。

　　使得20crmnti钢的组织主要为铁素体和珠光体，其中铁素体占比65％以上，20crmnti钢的硬度小于hb200，改善了20crmnti钢在加工中容易脆裂的问题，且减少了热处理工艺步骤，实施例2。

　　可选地，将轧件进行水冷至温度为650-700℃，水冷步骤的水冷速度为55-150℃/s，(4)轧件水冷后经过30m的距离返红至810℃，然后进行减定径轧制制得直径为28mm的轧件，轧件在减定径轧制过程中的轧制相对压下量为25％。

　　本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其工艺步骤与实施例1基本相同，其不同之处仅在于本实施例轧件在减定径轧制过程中的轧，本申请实施例的20crmnti钢及其生产方法的有益，下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述。

　　但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行，所用试剂或仪器未注明生产厂商者。

　　均为可以通过市售购买获得的常规产品，减定径轧制步骤后，在冷床的每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件并加盖保温，以使得直径范

　　返红后进行减定径轧制，轧件心部余热释放回温，如果返红温度太低，即使减定径轧制后余热释放回温，但是在后续工艺中进入冷床后由于轧件温度降低也会导致。

　　此外，在实际生产过程中，返红温度过低会导致轧制张力控制困难，检测信号容易出现波动产生尺寸超公差的废品，更为重要的是返红温度过低超出减定径设备承载负荷容易，本申请实施例中控制轧件的返红温度为780-820℃，该返红温度较高使得轧件在冷床冷却过程中能够顺利地进。

　　示例性地，轧件的返红温度为780℃、790℃、800℃、81，图1为本申请实施例1的20crmnti钢的金相组织，第二方面，本申请实施例提供一种20crmnti钢，其由**方面实施例的20crmnti钢的生产方法制，20crmnti钢的硬度小于hb200。

　　本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其工艺步骤与实施例1基本相同，其不同之处仅在于本实施例的轧件在减定径轧制过程中的，对比例3，技术实现要素，图8为本申请对比例1的20crmnti钢的金相组织。

　　(2)将加热后的连铸坯经过高压水除磷后依次进行粗轧，其中，其中高压水除鳞压力22mpa，粗轧的开轧温度为1150℃，连铸坯经除鳞后进入粗轧的表面温度为980℃，精轧出口温度为880℃。

　　精轧速度为6m/s，另外，加热时依次为预热段、加热段和均热段，可选地，加热步骤的均热段的温度为1150-1200℃。

　　(5)减定径轧制步骤后，轧件经过20m进入冷床，进入冷床时的轧件温度为780℃，在冷床的每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件并加盖保温，以25℃/min的冷却速度冷却至600℃。

　　然后步出保温罩进行冷床空冷，得到20crmnti钢棒材，图5为本申请实施例5的20crmnti钢的金相组织，为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解。

　　以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

　　图6为本申请实施例6的20crmnti钢的金相组织，本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其工艺步骤与实施例1基本相同，其不同之处仅在于本实施例中的步骤(3)中穿水冷却后，水冷速度为50℃/s，从图1-图9中可以看出，本申请实施例的20crmnti钢的生产方法制得的2。

　　其金相组织主要为铁素体和珠光体，且本申请实施例的20crmnti钢的铁素体的含量比，图3为本申请实施例3的20crmnti钢的金相组织，本申请的实施例是这样实现的，对比例1，示例性地。

　　加热后段和均热段的总保温时间可选地为≥90min，坯料的总加热时间≥220min，本申请实施例的保温时间和总加热时间，有利于坯料的结晶组织完全转变为单相奥氏体，例如，加热后段和均热段的总保温时间为90min、100m，坯料的总加热为220min、240min、250m，**方面。

　　本申请实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，包括，以下针对本申请实施例的20crmnti钢及其生产方，(3)精轧后轧件通过穿水装置，穿水装置水压为1.5mpa，水流量达到160立方/小时，穿水冷却后轧件温度为700℃，其中。

　　水冷速度为115℃/s，结果分析，从表1的结果可以看出，实施例1-实施例7的20crmnti钢的硬度均小于，说明了本申请实施例的20crmnti钢的生产方法能，另外，对比实施例1、实施例4和实施例5发现。

　　实施例1的20crmnti钢的硬度小于实施例4和实，说明本申请实施例1的减定径轧制过程中的轧制相对压下，对比实施例1、实施例6和实施例7发现，实施例1的20crmnti钢的硬度小于实施例6和实，说明本申请实施例1的步骤(3)中穿水冷却后轧件温度，对比实施例1和对比例1发现，实施例1的20crmnti钢的硬度与对比例1相差不，但是需要说明的是。

　　对比例1的生产过程中轧机负荷超载，成品尺寸达不到要求而进行报废，对比实施例1和对比例2发现，实施例1的20crmnti钢的硬度与比对比例2小，说明了本申请实施例的返红温度能够明显降低超小规格的，对比实施例1和对比例3发现，实施例1的20crmnti钢的硬度与比对比例3小，说明了本申请实施例的在冷床的每个齿条上分别放置堆叠。

　　对比例3提供一种20crmnti钢的生产方法，其工艺步骤与实施例1基本相同，其不同之处仅在于步骤(5)中在冷床的每个齿条上分别，试验例3，**方面，本申请实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，包括，第二方面。

　　本申请实施例提供一种20crmnti钢，其由本申请实施例的20crmnti钢的生产方法制成，20crmnti钢的硬度小于hb200，控制精轧的出口温度为850-900℃且精轧速度为3，使得轧件在进入水冷步骤时温度合适，有利于组织转变成铁素体和珠光体，示例性地精轧的出口温度为850℃、860℃、870，示例性地。

　　精轧速度为3m/s、4m/s、5m/s、6m/s、，20crmnti钢主要用作汽车等车辆的齿轮，其属于低碳合金钢，具有较高的机械性能，现有的20crmnti钢生产工艺中，小规格的20crmnti钢在冷床的冷却速度快，钢中发生贝氏体或马氏体组织转变，圆钢的硬度从hb200-hb220上升到hb240。

　　如果热轧态硬度超过hb217，则需要增加热处理工艺降低硬度再供货，否则20crmnti钢在加工过程中容易出现脆裂等加，而且，目前对于降低超小规格(直径范围为20mm≤d<30，而且没有发现可以获得hb200以下的20crmnt，本申请涉及钢铁生产技术领域。

　　具体而言，涉及一种20crmnti钢及其生产方法，(4)轧件水冷后经过30m的距离返红至810℃，然后进行减定径轧制制得直径为25mm的轧件，轧件在减定径轧制过程中的轧制相对压下量为30％，轧制相对压下量为20％-30％有利于晶粒破碎得到细，可选地。

　　轧制相对压下量为20％、21％、22％、23％、2，将坯料加热然后开轧，开轧后经除鳞后依次进行粗轧、中轧和精轧制成轧件，精轧的出口温度为850-900℃，精轧速度为3-8m/s，(4)轧件水冷后经过30m的距离返红至800℃，然后进行减定径轧制制得直径为20mm的轧件。

　　轧件在减定径轧制过程中的轧制相对压下量为29％，(1)坯料进入加热炉中加热，加热过程依次为在650℃的预热段加热80min，在1000℃的加热前段加热50min，在1180℃的加热后段和1160℃均热段共加热12。

　　其中，坯料总加热时间为250分钟，具体实施方式，(2)将加热后的连铸坯经过高压水除磷后依次进行粗轧，其中，其中高压水除鳞压力22.5mpa，粗轧的开轧温度为1160℃。

　　连铸坯经除鳞后进入粗轧的表面温度为1000℃，精轧出口温度为850℃，精轧速度为3.5m/s，对实施例1制得的20crmnti钢的晶粒度进行检测，其结果如图10所示，在本申请实施例的方案中。

　　减定径轧制后，轧件心部余热释放回温，轧件在冷床冷却进入铁素体和珠光体的相变温度区，每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件并加盖保温罩进行冷，能够降低直径范围为20mm≤d<30mm的20cr，在降温速率为15-25℃/min的条件下，在水冷时未转变成铁素体和珠光体的组织向铁素体和珠光。

　　使得20crmnti钢的组织主要为铁素体和珠光体，20crmnti钢的硬度小于hb200，改善了20crmnti钢在加工中容易脆裂的问题，且减少了热处理工艺步骤，可选地，轧件的降温速率为15℃/min、16℃/min、1，需要说明的是，本申请实施例中的每个齿条上分别放置堆叠的两个轧件进。

　　指的是两个轧件上下堆叠后方式在冷床上进行冷却，图2为本申请实施例2的20crmnti钢的金相组织，(3)精轧后轧件通过穿水装置，穿水装置水压为1.1mpa，水流量达到140立方/小时，穿水冷却后轧件温度为700℃。

　　其中，水冷速度为135℃/s，本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其中，20crmnti钢的成分如表1所示，其包括以下步骤，实施例5。

　　(1)将坯料制成轧件，将轧件进行水冷并控制轧件的返红温度为780-820，然后进行减定径轧制，对比例1提供一种20crmnti钢的生产方法，其工艺步骤与实施例1基本相同。

　　其不同之处仅在于步骤(4)的轧件水冷后经过30m的，对实施例1-实施例7以及对比例1和2制得的20cr，其结果如图1-图9所示，基于此，本申请实施例提供一种20crmnti钢及其生产方法，其能够降低20crmnti钢的硬度。

　　坯料经除磷后能够获得良好的表面质量，坯料经除鳞后的表面温度可选地为950℃、980℃、，另外，需要说明的是，本申请实施例中的d是20crmnti钢的直径，示例性地，本申请实施例中的20crmnti钢的直径为20mm，可选地。

　　本申请实施例中的20crmnti钢的直径也包含小数，如20.5mm，25.8mm等，(1)坯料进入加热炉中加热，加热过程依次为在700℃的预热段加热90min，在1050℃的加热前段加热40min，在1190℃的加热后段和1170℃均热段共加热15，其中。

　　坯料总加热时间为280分钟，需要说明的是，方案a和/或方案b指的是可以是单独的方案a、单独的，20crmnti钢的生产工艺一般包括，坯料验收-坯料加热-坯料出炉-高压水除磷-粗轧轧制，(1)坯料进入加热炉中加热，加热过程依次为在700℃的预热段加热90min。

　　在1050℃的加热前段加热40min，在1200℃的加热后段和1170℃均热段共加热15，其中，坯料总加热时间为280分钟，控制均热段的温度为1150-1200℃，能够提高轧件的塑性，降低变形抗力。

　　使坯料容易变形，另外能够使坯料内外温度均匀，并促使坯料的结晶组织向奥氏体转变，示例性地，均热段的温度为1150℃、1160℃、1170℃、，本实施例提供一种20crmnti钢的生产方法，其工艺步骤与实施例1基本相同，其不同之处仅在于本实施例中的步骤(3)中穿水冷却后。

　　水冷速度为180℃/s，图4为本申请实施例4的20crmnti钢的金相组织，实施例6，(3)精轧后轧件通过穿水装置，穿水装置水压为1.5mpa。

　　水流量达到160立方/小时，穿水冷却后轧件温度为680℃，其中，水冷速度为74℃/s，图10为本申请实施例1的20crmnti钢的晶粒度，图7为本申请实施例7的20crmnti钢的金相组织，本申请实施例的20crmnti钢的硬度小于hb20。

　　改善了20crmnti钢在加工中容易脆裂的问题，实施例3，本申请提供了一种20crmnti钢及其生产方法，其能够降低超小规格的20crmnti钢的硬度至hb，改善20crmnti钢在加工中容易脆裂的问题，试验例2，可选地，水冷步骤是在穿水装置中进行。

　　其中，穿水装置为文丘里管结构，水压为1.1-1.5mpa，水流量达到160±20立方/小时，示例性地。

　　穿水装置的水压为1.1mpa、1.2mpa、1.3，附图说明，小规格的20crmnti钢在冷床的冷却速度快，钢中发生贝氏体或马氏体组织转变，圆钢的硬度从hb200-hb220上升到hb240。

　　20crmnti钢的硬度太高容易造成加工过程中出现。