20CrNi2Mo钢是一种新型的渗碳齿轮钢，合金元素含量较高，经过热处理后因具有优异的综合力学性能以及耐磨性，而被广泛应用在重载齿轮、渗碳轴承以及农用机械磨损件等要求耐磨损、耐冲击的零件上。当其用于制造重载齿轮时，由于重载齿轮传递动力大，承受较大载荷，因此在实际应用时存在众多的问题和缺陷。在重载齿轮热处理时，工艺复杂，不便控制且成本也较高，易产生变形。因此针对热处理后变形问题提出了新的热处理工艺，研究了新的热处理工艺以及原始工艺尺寸对20CrNi2Mo钢性能的影响，旨在探索新的热处理工艺提高20CrNi2Mo钢的性能，减少热处理变形量。
实验所用的20CrNiMo钢已经过轧制退火处理，研究两种热处理工艺方案对其拉伸性能、冲击性能、硬度、畸变量以及显微组织的影响。原始热处理工艺方案是：920℃×8h渗碳+650℃×3h回火、820℃×6h淬火+180℃×2h回火。改进后的热处理工艺方案是：930℃×4h正火+930℃×10h渗碳、830℃×3h淬火+180℃×8h回火。对经两种工艺热处理的试样，分别进行性能测试和显微组织观察。拉伸性能测试在INSTRON-5569万能电子材料试验机上进行。硬度测试采用两种硬度测量方法（洛氏硬度和显微硬度），用HR-150手动型洛氏硬度计测量金相试样表面的硬度；显微硬度的测量采用HV-1000型显微硬度计进行测量。采用夏比U形缺口试样测试冲击韧度。分别对经过不同热处理工艺加工的试样进行磨光、抛光、腐蚀，制成相应的金相试样，然后用OlympusBH2-UMA型光学金相显微镜对显微组织进行观察。
表1 试样的性能试验数据
|
性能指标 |
抗拉强度（MPa） |
伸长率 （%） |
断面收缩率（%） |
洛氏硬度（HRC） |
显微硬度（HV） |
冲击功 （J） |
|
原热处理工艺 |
780.230 |
0.60 |
3.4 |
59.3 |
755.7 |
286.1 |
|
改进后工艺 |
970.250 |
0.43 |
2.5 |
61.3 |
824.7 |
284.8 |
结果表明：采用改进后的热处理的热处理工艺，试样的伸长率、断面收缩率、冲击韧度与原始工艺相比变化不大，抗拉强度、表面硬度、热处理畸变量均比用原始热处理工艺处理的性能要好（见表1），因此重载齿轮用20CrNi2Mo钢热处理时应采用改进后的热处理工艺代替原始工艺，为扩大20CrNi2Mo钢应用领域奠定了基础。（心远）
