刘年富，胡 涛，田钱仁，王高峰，付建勋*

（1.上海大学材料科学与工程学院，先进凝固技术中心，省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室,上海 200444；2.宝武杰富意特殊钢有限公司,广东 韶关 512123）

0 引言

高温渗碳技术能显著提升渗碳效率、降低生产成本并广泛应用于齿轮钢表面硬度强化[1−2]。国外在20 世纪60 年代就已经开始了该技术的研究，而近年来国内的特钢生产企业也开展了相关钢种的高温渗碳技术研究。一般渗碳温度每提高50 ℃，渗碳效率可提高近1 倍。研究表明[3]，将常规的渗碳温度由920～930 ℃提高至950 ℃，渗碳周期可降低约30%；当渗碳温度提高至1 000 ℃时，该周期可降低约50%。

由于常用的齿轮钢渗碳温度达到950 ℃后会出现少量粗大的奥氏体晶粒，导致齿轮变形，极大地降低了齿轮疲劳性能[4]。而渗碳温度在1 000 ℃时，钢中会出现大量粗大奥氏体晶粒，导致齿轮零件报废。为了使齿轮在高温渗碳后奥氏体晶粒不出现异常粗大，可主要通过添加少量的Al、Ti、V、Nb、B等微合金[2,5−7]，形成 AlN、TiN、VN、Nb(C,N)、BN等夹杂物并钉扎晶界，抑制奥氏体晶粒长大。

尽管国内开展了SCM420H 齿轮钢相关的研制工作[8−9]，但是其讨论的重点在于对冶炼工艺和组织调控的总结，对SCM420H 齿轮钢高温渗碳效果与微合金化的大生产应用效果却鲜有研究报道。因此，笔者采用钒微合金化细晶方法对高温渗碳SCM420H 齿轮钢中的奥氏体晶粒尺寸进行了控制，通过调控特征成分含量范围、连铸工艺参数、加热工艺参数，将高温渗碳SCM420H 齿轮钢奥氏体晶粒尺寸控制在不低于6 级，碳偏析偏差值约为0.01%，淬透性带宽（J10 mm）硬度值（HRC）在34～38 范围内。……