1.3课题研究目的

  本课题主要内容是通过实验制定合理的等温正火工艺，从而得到铁素体与珠光体组织，并且得到合适的硬度（159-207HB)。

1）制定42CrMo锻后的等温正火工艺并对其进行等温正火处理；

对样品进行显微组织以及性能的检测与分析，研究正火温度及保温时间对样品组织与性能的影响。

2课题研究材料与方案

2.1 课题研究设备

     本次课题研究中主要设备有台车炉，金相组织观测显微镜，水磨机，抛光机，布氏硬度计等。

2.2 课题研究材料

    本次课题研究材料为42CrMo钢。

    42CrMo钢属于超高强度钢，具有较高的韧性和强度，淬透性也比较好，无明显的回火脆性，调质处理后抗多次冲击的能力和有较高的疲劳极限，而且低温冲击韧性良好。该钢种适宜制造要求一定强度和韧性的大、中型模料模具。所以这种新型钢材适合风电主轴这种需要耐磨性好，强度和韧性好，淬透性好的大型钢件。

图1-1   42CrMo钢的等温转变曲线

     从图1-1所示，42CrMo钢的Ac1在730℃左右。在600-700℃之间奥氏体转变为珠光体（铁素体和渗碳体）。

2.3 课题研究方案

（1）试样的确定

从42CrMo钢上取4组试样，第一组3个样品，第二组3个样品，第三组与第四组1个样品，尺寸为Φ40　×100mm；

（2）加热温度的确定

加热的温度就是为了使钢材完全奥氏体化的温度。其过程为奥氏体晶粒形成与长大的过程。若加热温度高于相变温度，钢在加热和保温阶段（保温的目的是使钢件里外加热到同一温度），将发生室温组织向 的转变，称为奥氏体化。文献综述

升高加热温度，会使碳原子的扩散速率变快增加相变驱动力，使奥氏体的形核率和长大速度加快。从而减少了转变的孕育期和转变完成时间，就加快了奥氏体的形成速度。在较高温度短时间加热和在较低温度长时间加热都可以得到相同的奥氏体状态。但过高的加热温度会使得奥氏体晶粒粗化，而过低的温度使得保温时间过长或不能转变为奥氏体，使得工作效率大大降低。因而，需要得到一个合适的加热温度和保温时间，使得工作效率最大化。  

对于42CrMo钢，等温加热温度在850℃—870℃之间。因高的加热温度有利于  锻造和降低材料的缺陷,减轻原始材料所带来的带状和混晶等缺陷,但是增大了设备的损耗及能耗,所以应在设备允许的条件下尽量的选择较高的正火加热温度。为了得到更好的材料，选择870℃做为加热温度。

（3）加热保温时间的确定

     公式     

          ——保温时间系数

         K——工件装炉修正系数

         H——工件有效厚度

   加热保温时间确定为80分钟。

（4）等温温度与保温时间的确定

等温温度根据42CrMo钢的硬度要求而定。从图1.1中看出，42CrMo钢珠光体转变温度在600℃与700℃之间，为了使实验更好的完成，从而取630℃与660℃两个等温温度。

保温时间由奥氏体完全转变为珠光体的时间而定。在保温时间内，就是一个奥氏体向珠光体转变的过程。在奥氏体晶界形成渗碳体核心。形成的渗碳体向奥氏体晶粒深处延伸，长大。由于渗碳体的长大，使奥氏体出现贫碳现象，从而为铁素体的形成创造了有利的条件。铁素体的形成促使奥氏体晶界处出现富碳现象，从而为渗碳体的形成创造了有利的条件。使渗碳体与铁素体交错形成，从而得到一个珠光体领域。当整个区域被珠光体领域占据时，就完成了奥氏体向珠光体转变的过程。