17CrNiMo6碳素圆钢冶炼方法

17CrNiMo6

针对17CrNiMo6钢齿轮缓冷出现裂纹问题，分析了产生裂纹的原因，并提出了预防措施。

外文名

17CrNiMo6

碳(C)

0.15-0.20,

硅(Si)

≤0.40,

锰(Mn)

0.40-0.70,

目录

1. 1 对应国内牌号

2. 2 化学成分

3. 3 分析及防止措施

对应国内牌号

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17CrNiMo6 是德国 DIN 17210-（86）标准的钢号，欧标为18CrNiMo7-6,对应GB的 17Cr2Ni2Mo

17Cr2Ni2Mo不是GB材料，而是JB材料。具体的标准号为：JB∕T 6395-20*型齿轮、齿圈锻件

17CrNiMo6和20CrMnTi区别：

17CrNiMo6的韧性好得多

碳含量不同，合金元素不同，机械性能不同。热工艺性也不同。

前面的性能要*一些，后一种变速箱齿轮、差速器齿轮普遍使用。

化学成分

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硫(S)：≤0.035,

磷(P)：≤0.035，

,铬(Cr)：1.50-1.80，

镍(Ni)：1.40-1.70,

钼(Mo)：0.25-0.35，

分析及防止措施

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1 前言

1997年，某厂在为马钢棒材轧机配套生产初、中轧机减速机过程中，材质为17CrNiMo6钢的齿轮在渗碳处理缓冷后产生裂纹，为了找出裂纹发生的原因，我们在中科院专家的指导和帮助下进行了分析探讨。

2 产生缓冷裂纹的原因

产生裂纹的原因主要是渗层在冷却过程中产生不均匀相变造成的。渗层中存在大块渗碳体和连续的网状碳化物，渗层的金相组织为三层，外层为下贝氏体和网状碳化物；中层为淬火马氏体、下贝氏体和网状碳化物；第三层为下贝氏体加铁素体，由表及里的硬度检查见下表。

检查部位 渗碳层 母材

外表层 中间层 过渡层

硬度（HL） 420.433.458 513.501.479 492.479.414 318.337.307

相变受下述因素影响：

2.1 温度的影响

由于碳在铁素体中的溶解度较小（高约为0.025%），而在奥氏体状态下，渗碳温度越高，碳在其中的扩散系数越大，既渗碳速度越大。但温度不宜过高，否则渗碳设备使用寿命显著下降或损坏，而且温度过高时间过长会造成渗层组织粗大，碳化物级别超差等缺陷。通常生产实际中采用900℃、930℃渗碳。

2.2 碳浓度的影响

缓冷裂纹与渗碳时的碳势有关。

在渗碳初期，由于工件表面穷碳，接受活性碳原子的能力很强，渗碳速度较快，此时炉内碳势较低，需要向炉内通过大量的渗剂，以维持炉内的碳势，具体还与装炉量有关，此时如果不能及时补充渗剂，可能造成渗碳时间过长，碳浓度分布曲线下凹等缺陷，但也不能过强，否则可能出现大量网状碳化物而无法消除。

当工件表面含碳量不断升高，碳势不断建立的情况下，应逐步减少渗剂的加入，渗碳进入扩散阶段，如果此时仍保持大剂量的渗剂，就要形成表面网状碳化物，使渗层的强度下降，脆性增加，尤其是抗拉强度的下降，对防止出现缓冷裂纹相当不利。[1]

2.3 渗碳时间的影响

当渗碳温度、碳势确定以后，渗碳时间主要取决于有效硬化层深度，渗碳时间越长，硬化层越深，反之越浅。对于17NiCrMo6钢硬化层在10-15μm的工件，如果扩散期控制不好，时间过短，有可能造成渗层碳浓度分布曲线过陡，在以后的缓冷过程中，形成缓冷裂纹。

2.4 缓冷速度的影响

缓冷一般是在冷却井中进行的，其冷却速度应比空冷更加缓慢，以便尽可能得到较平衡的组织。如果由于某种原因，使缓冷速度相当于空冷速度，结果就要出现缓冷裂纹。分析结果也表明，当渗碳层表面的含碳量达到共析成分以上时，渗层的淬透性不*相同，在特定的缓冷速度下，发生不均匀相变，中间层的马氏体比容较大，使表面受拉应力，由于表层有恶化，承*大的拉力而开裂。

3 防止缓冷裂纹措施