金属热处理

作者：孟凡西, 魏建华, 曹国钦, 潘慧超, 杜学山

单位：1.郑州煤机格林材料科技有限公司, 河南 郑州 450001; ；2.郑州大学 低碳环保材料智能设计国际联合研究中心, 河南 郑州 450001; ；3.郑州大学 材料科学工程学院, 河南 郑州 450001

关键词：27SiMn钢,支护装备,连接头,失效分析,热处理

基金：河南省重点研发专项(241111221500)

针对某超大采高支护装备连接头发生的弯曲失效问题,通过宏观形貌观察、化学成分分析、微观组织检验、力学性能测试及断口形貌分析等方法系统研究了失效机理。结果表明连接头失效的主要原因是材料碳含量偏低(低于设计标准)及热处理工艺不当导致的工件硬度不合格。基于此,提出以下改进方案:① 原材料控制:建立进厂材料碳含量快速检测机制,采用直读光谱仪进行100%检测,确保碳含量符合质控指标; ②最佳优化工艺为:采用阶梯式热处理工艺,工件在<300 ℃时装炉,以≤60 ℃/h升温至600 ℃保温60 min,再以≤150 ℃/h升温至920 ℃保温120 min后水淬;淬火后2 h内进行回火处理,在≤280 ℃装炉,以≤130 ℃/h升温至540 ℃保温3.5 h后水冷。工艺改进后,连接头的强度和硬度均匀性显著提高,经工程验证,改进后的产品在服役周期内未再发生弯曲失效现象。

来源：2025年第9期

《金属热处理》期刊编辑部

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