21CrMoV5-7钢是一种调质、耐热结构钢,德国资料商标,其代号为1.7709。该钢具有杰出的淬透性,经调质处理后能够获得杰出的强度、塑性及耐性合作。虽然在D19柴油机中的螺母和垫块均采用了21CrMoV5-7钢,其热处理工艺根本都参照DIN17240-1976中表8中热处理准则:890~940℃加热油淬,680~720℃回火后空冷。但21CrMoV5-7钢活塞头功能与耐热和高耐热的螺母和螺栓有很大不同。为了了解21CrMoV5-7钢,对21CrMoV5-7钢的热处理工艺进行了研讨,并对21CrMoV5-7钢活塞头的热处理进行了试制。

　　为了研讨淬火温度对21CrMoV5-7钢安排和力学功能的影响,在箱式炉挑选820、860、890、910、940和960℃,加热30min后油淬;淬火后都在700℃保温60min回火处理,回火后空冷至室温。为了研讨回火温度对21CrMoV5-7钢安排和力学功能的影响,在箱式炉挑选910℃加热30min后油淬,挑选500、550、600、630、660和690℃保温60min回火处理,回火后空冷至室温。

　　820℃淬火后,图1(a)显微安排中黑色块状为未溶解的铁素体,安排大部分为铁素体和珠光体,很少马氏体,标明820℃加热奥氏体化很不充沛;860℃淬火后图1(b)显微安排为马氏体、铁素体和珠光体,加热时部分奥氏体化;890、910、940、960℃淬火后显微安排中可见板条马氏体和针状马氏体;奥氏体中含碳量(质量分数)0.20%~0.40%以板条马氏体为主(约占80%),还有少数针状马氏体,灰色基体为板条马氏体,枣核状安排为针状马氏体;其间960℃淬火试样在扫描电镜更高扩大倍数下能够明晰地看到马氏体的板条结构(图1(g));枣核状马氏体与典型的板条马氏体比较,其长轴方向缩短,宽度略为扩展;在板条马氏体构成进程中发生了碳的重新分配,形成富碳奥氏体微区,冷却进程中转变成高碳针状马氏体。图1(c)中显微安排虽为马氏体,但安排不均匀,有许多大块状及大针状马氏体存在;图1(d)中显微安排为均匀细微马氏体;跟着淬火温度进步,马氏体板条变粗,安排粗化,特别是图1(f)显微安排中的马氏体安排很粗大,马氏体板条很长。820、860、890、910、940、960℃淬火后奥氏体晶粒度按GB/T6394—2002《金属均匀晶粒度测定办法》分别为5级、6级、8级、8级、7级、6级,跟着淬火温度添加,晶粒度先添加后减小。但由于跟着淬火加热温度添加,原子分散的激活能Q减小,晶粒度长大速度添加,奥氏体开端粗化,淬火后马氏体板条也越粗。