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     對34CrNi3MoA中型鍛件從材料性能分析入手，對工件熱處理工藝進行優化設計。通過 合理使用淬火吊具，應用預冷淬火法、循環控時淬火法等綜合手段，嚴格控制淬火冷卻參數：“預冷3min+PAG水溶液冷卻8min+空冷2min+PAG水溶液冷卻8min+空冷2min+PAG水溶液冷卻8min，然后提出液面空冷”，鍛件調屑后的力學性能滿足設計要求    起重機用吊具、夾具在機械制造領域應用廣泛，各類吊具、夾具的軸類鍛件承載著被吊件與起重機間復雜的作用力。因此，對軸類承載件的力學性能要求很嚴格，不僅要有良好的強塑性配合，還要有良好的承沖韌度要求。此產品特點為大直徑，要求有髙強度和良好的塑韌性相配合，有效尺寸320mm。其加工路線為鍛 造一退火一粗加工一正火+調質一精加工。調質工序要求力學性能：淬火后硬度48~55HRC，回火后硬度262~321HBW，按GB/T17107—1999要求在距工件表面R/3處取縱向力學性能試樣，檢測力學性能滿足/^〖>735MPa，/~m>850MPa, A^\4%, Z>38%, >4KU2(2(TC)>47J，/1KU2(-20€)>37J 鍛件的力學性能數值要求比GB/T17107—1999規定的要髙一個等級，這就對熱處理提出了更髙的要求。 針對以問題，我們制定了嚴謹的工藝參數及淬火操作注意事項，并進行多次工藝試驗，力爭產品一次合格。
1.熱處理工藝設計思路
(1)材料簡介合金元素Ni屬于稀缺資源，在 相關的熱處理資料中檢索“34CrNi3M0”，與此材料相關的應用報道很少，由此可見此鋼在生產中應用是很普遍。査閱文獻可知，Ni為不形成碳化物元素，使等溫轉變圖向右移，提高淬透性，降低點。在調質鋼中，合金元素鉻與鎳同時加入鋼中，尤其是鉻與鎳含量之比近似于1:3時，可顯著提髙鋼的淬透性。合金元素鎳顯著降低脆性轉變溫度，由此可 知，34CrNi3MoA鋼由干含Ni最較高，鍛件在氣候寒冷的低溫環境中工作，其沖右韌度降低的幅度不會太大。試驗結果表明，-20°C沖擊試驗數據遠髙于設計指標，工件適合在低溫環境中使用。
(2)鍛件熱處理時尺如圖1所 示， 320mm、長650mm的軸部重約410kg,分700mm、厚320mm的盤部重約967kg，屬中型鍛件。
(3)工藝裝備工件形狀較復雜，現有的淬火夾具無法實現對鍛件的夾持淬火。采用加熱后用洋火料筐吊裝淬火，保證了淬火時鍛件的平穩吊裝及淬火時鍛件均勻冷卻，從而穩定了淬火質量。
(4)冷卻方式淬火冷卻在熱處理中是關鍵的一環，既要保證不開裂，又要盡量增大淬火冷卻速度，以滿足工件力學性能要求。因此冷卻方式設計就是要在這兩種條件下，尋找最佳的淬火冷卻速度。
      34CrNi3MoA鋼的理論碳當量為0.70%。按碳 當量條件CE=0.70% <0.75%,碳含量wc=0.35%， 在0.32%~0.36%范圍內，此鋼種可以水淬，但需特別小心。據此分析，此鋼種用水淬有一定的開裂風險，而其要求的力學性能較高，綜合考慮，選用 濃度為15%的PAG水溶液。其冷卻速度介于水油之 間而接近于水，既避免淬火開裂傾向，又增大了鍛件淬火冷卻速度，滿足了淬火要求。
      鍛件尺寸較大，合金含量較高，淬火時易形成 熱應力型的應力分布狀態，即較大的心部拉應力。 為減小熱應力，同時為達到高強韌性配合，需采取特殊的控冷方式淬火，嚴把淬火質量關，以達到較髙的技術要求。淬火采用PAG水溶液，綜合應用了預冷淬火、控時液空循環淬火等方法。淬火過程以文獻中淬火過程及工藝參數為參考，在確保不開裂的情況下：提髙淬火冷卻速度，以提髙淬火質量，達到提髙工件力學性能的目的。
      此材料的為705°C, A心為290°C,淬火時應控制終冷溫度在Ms點以下， 使淬火完成馬氏體和（或）下貝氏體轉變，工藝控制終冷溫度<240°C。具體淬火冷卻參數為：預冷3min+PAG水溶液冷卻8min+空冷2min+PAG水溶液冷卻8min+空冷2min+PAG水溶液冷卻8min，然后提出液面空冷。每件鍛件重約1.4t,現有淬火冷卻介質約40t， 每次淬火兩件約3t。淬火液滿足冷卻要求，淬火過程中打開空冷器對淬火冷卻介質降溫，通壓縮空氣對淬火冷卻介質進行攪拌。實踐證明，每爐兩件洋火完后，淬火冷卻介質從4(TC升溫至45SC，符合淬火冷卻介質使用要求。
(5)工藝簡圖及描述鍛件粗加工后正火+調質處理，鍛件尺寸較大，加熱采用階梯升溫，以減小加熱時鍛件內外溫差，減小熱應力，防止開裂。
2.熱處理效果
      采用上述工藝方法熱處理之后，檢測表面硬度在技術要求范圍。將工件連體試棒鋸下，在鋸切面檢測硬度梯度。鍛件從表面到心部硬度均勻，橫向的性能分布合理，有利于整個截面均勻承載。工件距外表面R/3附近即50~70mm處硬度在280HBS以上，換算抗拉強度約950MPa,滿足技術要求。按技術要求在距外表面R/3處取試樣，檢測縱向拉伸及沖擊，選取有代表性的兩爐連體試棒檢測力學性能。檢驗數據顯示，丄件熱處理滿足技術要求的力學性能，達到了預期的效果。
      通過多爐次隨件連體試樣試驗、分析，我們初步掌握了該材料熱處理工藝過程中的工藝參數、操作要領，對類似鍛件的熱處理積累了經驗。在這次熱處理工藝設計中，有幾點體會供大家分享。
(1)合理地選用15%PAG類水溶液淬火冷卻介質，綜合運用預冷淬火、循環控時淬火等方法， 既保證淬火不開裂（這對于冶金質量稍差的鍛件有重要意義），又盡量增大淬火冷卻速度，以滿足鍛件力學性能要求，尋找到最佳的淬火冷卻速度，完 成符合力學性能要求的淬火冷卻。
(2)選用合適的工藝裝備、工藝參數，經正火+調質工藝熱處理后，對工件連體試棒進行檢測，力學性能滿足了圖樣技術要求，達到了預期的熱處理。

(3)在本次試驗及生產實踐中，力學性能檢測結果表明，含Ni鋼34CrNi3MoA熱處理后在保證 高強塑性的同時，室溫及低溫韌性均較髙，是綜合力學性能高的鋼種，適合在低溫、高應力環境中使用。