大功率船用MAN32/40柴油机的贯串螺栓、横向拉紧螺栓、缸盖螺栓等均为高强度螺栓,制作材料均为30Cr2MoV,其主要化学成分(质量分数,%)为:0.26~0.34C,0.17~0.37Si,0.40~0.70Mn,≤0.035P,≤0.003S,2.3~2.7Cr,0.15~0.25Mo,0.10~0.20V,≤0.20Cu。要求热处理后的力学性能为σb=1100~1300MPa,σ0.2≥900MPa,δ5≥12%,硬度=340~370HBW。原生产工艺为860℃×150min淬油+560℃×180min油冷,经此工艺处理后的硬度是370HBW,强度1270MPa,处于要求的上限。由于以上几种螺栓的螺纹为M48×3,且要求滚压一次成型,因其基体强度高,相应的硬度也高,因此在机械加工滚压螺纹时,必须施加较大的压力,导致滚丝轮磨损严重,生产本钱增加。为此,通过调整回火温度,以降低基体硬度,保证抗拉强度在下限的工艺试验,以满足后续加工的要求。
淬火设备为箱式电炉,淬火温度为860℃,保温150min,出炉淬油,淬火转移时间约17s,淬火前油温为41℃,淬火后油温为53℃;回火温度分别为585、590和595℃,保温时间均180min,出炉油冷。
通过实验可看出,经860℃×150min淬火+595℃×180min回火后,其硬度为345HBW,处于性能要求的下限,同时其强度也能满足要求。
经860℃×150min+595℃×180min回火后的金相组织组织为回火索氏体组织,由于回火索氏体组织具有良好的综协力学性能,在这种状态下工件有较高的强度和韧性,完全可以满足工件的性能要求。