42CrMo 材料轉向節調質工藝研究與應用

轉向節是汽車轉向橋的重要零件之一，決定著汽車行駛過程穩定性及行駛方向靈敏性。轉向節作為汽車前部載荷的承受者與傳遞者，通過帶動前輪繞主銷轉動而使汽車轉向。其在汽車行駛狀態下需承受多變的沖擊載荷，因此，其對金相組織、力學性能等方面有很高的要求。

42CrMo 作為轉向節優選材料之一，具有強度高、韌性好、淬透性好、無明顯回火脆性等優點，調質處理后可獲得較高的疲勞極限、良好的抗沖擊能力和低溫沖擊韌性，能夠很好的滿足轉向節高性能的要求。但42CrMo 材料轉向節在鍛打成形后，調質過程容易出現裂紋，從而導致廢品損失。因此，探究合理的轉向節調質工藝，保證產品內在質量和降低廢品損失，具有重要的理論意義與應用價值。

本文基于金屬材料及熱處理工藝理論，設計了多種調質工藝方案，通過對42CrMo 材料轉向節進行調質處理，得到不同淬火液濃度下的金相及硬度，并對比分析確定了轉向節最合理的調質工藝。

試驗過程及方法

淬火液及樣品制備

采用奎克好富頓集團生產的水溶性淬火液AQUA QUENCH 251 ZQ，通過加水配成濃度分別為9%、10%、11%、12%的淬火液對轉向節調質性能進行試驗。

本次試驗用原材料采用規格為

150mm 的42CrMo 棒料，其化學成分見表1。棒材加熱至1230℃經8000t 壓力機鍛打成形，轉向節鍛件如圖1(a）所示。然后兩家鋼廠各選取4 個鍛件使用帶鋸床將轉向節把部切取下來進行后續熱處理試驗，如圖1(b）所示。

安全穩定是監獄的首要任務，監獄的安全穩定不是一潭死水式的風平浪靜，而是江河湖海式的動態平靜。監獄機關必須堅守安全底線，增強憂患意識和責任意識，當好“守門員”，把住“警戒線”。一方面，要提高預測預防預警能力，做到防患于未然；另一方面，要堅持監獄工作方針，最大可能將罪犯改造成為自食其力的守法公民，做到讓罪犯“不想跑”“不愿跑”。構建五大改造體系，統籌好安全與改造的關系，通過教育轉化、攻心治本，進一步提升獄內安全系數，最大限度地增加社會和諧因素，才能全面提升監獄治理能力和水平，為社會治理提供安全、穩定的環境。

試驗過程

所以，為保證調質后金相符合1 ～4 級的技術要求，高溫回火后獲得較多的索氏體組織，同時減少鐵素體的析出及屈氏體的形成，應將42CrMo 材料的轉向節熱處理過程中的淬火液濃度控制在12%以下。

醬油是日常生活中必不可少的一種調味品。醬油按食用方法分為烹調醬油和餐桌醬油，烹調醬油不直接食用，適用于烹調加工，而餐桌醬油既可直接食用，又可用于烹調加工。目前國內對醬油的生產工藝及菌種純化研究報道較多，但缺乏對其微生物安全性的報道。本研究結合我國GB 2717—2003《醬油衛生標準》，開展我國市售醬油中菌落總數、大腸菌群、金黃色葡萄球菌和沙門氏菌的監測。

將調質后的樣品用帶鋸床先切下一個厚度為20mm 的圓片，然后依據圖2(a）中的十字線將圓片切割成4 個金相塊。將切割好的金相塊經金相砂紙打磨并機械拋光成鏡面后，用4%的硝酸酒精腐蝕金相觀察面，然后在500 倍金相顯微鏡下觀察距邊部10mm 處的金相組織，并用布氏硬度計對金相組織觀察處進行硬度檢測，如圖2(b）所示。

試驗結果與分析

淬火液濃度對金相組織的影響

轉向節樣品在淬火液濃度為9%、10%、11%、12%進行調質處理后，鋼廠1 的42CrMo 材料調質硬度的平均值分別為305.5HBW、297.3HBW、289.5HBW、277.8HBW，鋼廠2 的42CrMo 材料調質硬度的平均值分別為303HBW、294HBW、287HBW、277HBW，可以看出兩鋼廠原材料轉向節隨淬火液濃度的提升，硬度都是逐漸降低的。主要原因是隨著淬火液濃度的提升，調質處理后鐵素體含量增加，索氏體片間距增大，甚至由于冷卻速度過低出現屈氏體，從而導致硬度降低。

過去一年，富含高科技元素的智能新品層出不窮，隨著生活習慣的改變和消費觀念的轉變，消費者對這些智能化產品的關注熱度也是持續走高。在家電智能化及互聯網家電基礎上構筑起來的智能家居解決方案，更是吸引了大批熱衷科技、追求高效率生活方式的年輕消費人群。

調質工藝試驗方案見表2，S-1、S-2、S-3、S-4原材料廠家為鋼廠1，Y-1、Y-2、Y-3、Y-4 原材料廠家為鋼廠2。根據42CrMo 原材料奧氏體化溫度及熱處理工藝理論，將淬火溫度設置為850℃，保溫時間為100min，回火溫度設置為615℃，保溫時間為150min，保溫時間結束后出爐空冷降至室溫。為分析不同淬火液濃度對轉向節調質金相及硬度的影響，配制了9%、10%、11%、12%四組不同濃度的淬火液，淬火入水時間為8.5min。

淬火液濃度對硬度的影響

轉向節樣品在淬火液濃度為9%、10%、11%、12%進行調質處理后，典型金相分別為3 級、3 級、4 級、5 級，如圖3 所示。通過對不同淬火液濃度下的調質金相進行統計，結果見表3，得到調質過程中淬火液濃度為9%、10%、11%、12%時，金相分別為2 ～3 級、3 ～4 級、3 ～4 級、5 ～6 級，說 明淬火液濃度對調質金相有顯著的影響，隨著淬火液濃度的提升，金相逐漸變差。主要原因是隨著淬火液濃度的提升，由于冷卻速度降低，造成過冷度減小，淬火后的馬氏體轉變量減少，高溫回火后的金相組織中鐵素體含量增加，索氏體片層間距增大，并出現少量屈氏體。

轉向節調質后硬度要求為261～304HBW。從表3、表4 可以得到，淬火液濃度為9%時，調質后硬度已超出上限，不符合產品性能要求；當淬火液濃度為12%時，金相不符合技術要求。所以，為得到金相和硬度都符合要求的轉向節產品，且后期加工不會因為硬度過高或過低出現加工困難、粘刀的現象而導致生產成本增加，應將淬火液濃度控制在10%～11%之間。

結論

⑴淬火液濃度在9%～12%時，隨著淬火液濃度的提升，轉向節由于淬火液冷卻能力下降，鍛件高溫回火后造成鐵素體含量增加、索氏體片間距增大，甚至出現屈氏體，進而導致調質金相等級變差、硬度降低；

皖河流域現有森林以針葉林為主，是歷史上單一植樹造林成果的積累。因樹種單一，森林生態穩定性不高，林下灌木、草本少，涵養水源與阻滯徑流的能力有限，急需林相更新和生態保育。在疏林地補充鄉土樹種、闊葉樹種，改變針葉林樹種單一狀況，恢復林下灌木、草本植被，理論上能提高綠色覆蓋率，提高森林生態系統物種多樣性和生態穩定性，增強涵養水源、保持水土的能力。森林管理方面提高綠色覆蓋率的措施有森林生態保護區禁伐；加強森林病蟲害防治；落實森林防火、防盜制度及措施；實施陡坡的監護和治理等。

⑵通過分析不同濃度下調質處理后的金相組織與硬度值，在滿足金相、硬度技術要求的同時，為減小淬火應力和降低淬火開裂風險，確定了轉向節調質工藝淬火液濃度范圍為10%～11%。