摘要
链条在目前的工农业生产中有着广泛的应用。尤其是在农业面向自动化、机械化、智能化发展的今天，农机产品对机械材料和设备的各种要求不断提升，对链条的使用需求也有了较大的提高，目前主流的高强度链条为T(8)级链条。但是由于目前国内大多数链条企业生产不规范，片面追求经济利润;生产工人整体知识水平缺乏，一般都是凭借经验去解决实际问题，造成了目前制链企业生产质量低下，T(8)级链条的产品合格率较低。 本课题的研究目的是帮助企业稳定生产质量，可以生产出合格率较高的T(8)级高强度链条。课题以20Mn2圆环链的材料质量和热处理工艺为研究对象，从实际情况出发，依照目前主流的热处理工艺，采用箱式电阻炉、中频热处理设备、井式退火炉等设备;结合正交试验，采用德国莱卡显微镜、德国布鲁克直读光谱仪，扫描电镜等分析手段，研究了20Mn2钢的显微组织和力学性能。同时结合制链厂家的生产设备和工艺，通过分析材料成分、宏观和微观缺陷、热处理前后的显微组织状态，解决20Mn2圆环链在实际生产中遇到的强度、塑性不足等问题。 研究结果总结以下几点： 1)通过对天津轧三钢铁有限公司、邯郸钢铁有限公司、首都钢铁有限公司、鞍山钢铁有限公司、南京钢铁股份有限公司等相关钢厂生产的20Mn2盘条进行大量的实验，总结得到20Mn2钢在制链方向的化学元素含量的内控标准要求:将C含量控制在0.18％～0.22％，Si含量控制在0.21％～0.28％，Mn含量控制在1.5％～1.59％。同时将钢中非金属夹杂物的含量控制在0.5级～1.5级，控制原材组织的均匀性，可以保证链条的品质，提高T(8)级高强度链条的合格率。 2)在退火工艺中，再结晶退火的最优温度为750℃左右，保温2小时，随炉冷却。采用无氧退火工艺可以有效防止在退火过程中出现的脱碳现象，简化酸洗工艺;同时退火后盘条的硬度降低至170～185 HB，比退火前降低20 HB左右，为后续链条的编链、焊链加工做好准备。 3)在淬火工艺中，常规淬火的最佳温度为890℃左右;中频淬火的最优温度为960℃左右，最优链速为5 Hz即31环/min。中频淬火下的马氏体组织比常规淬火后的组织更加均匀细小，硬度更高，淬火效果更好。 4)在回火工艺中，常规回火的最佳温度为430℃左右，保温30 min后快冷的工艺;20Mn2圆环链中频回火的最优参数为480℃左右，最优链速为5 Hz即31环/min。中频回火后的链条的综合力学性能更优，肩部硬度达到51 HRC以上和直臂处硬度达到48 HRC以上，破断力可以达到130 KN以上，抗拉强度为820 MPa以上，断后伸长率可以达到19％，满足了T(8)级高强度链条的要求。 5)基于细化晶粒可以提高20Mn2圆环链力学性能的特点，采用正火的预先热处理工艺，选取正火温度为890。C，保温30 min，空冷的工艺。随后按照中频淬火、回火的参数进行热处理，发现经过预先热处理的链条其最终组织更加均匀细化，链条的抗拉强度可以达到850 MPa以上，延伸率可以达到25％以上，在满足T(8)级高强度链条的基础上，进一步提高了链条的力学性。 研究结果经过保定中石亚物资贸易有限公司的生产验证，生产的20吨20Mn2圆环链，抗拉强度达到了850 MPa以上，延伸率达到了21％以上，每批产品均达到T(8)级链条的国家标准，产品合格率为95％以上，获得了比较满意效果。
NETL