铸造工艺优化与二次正火协同提升新型20Si2MnCrNi铸钢桥壳强韧性OA

针对重型车辆驱动桥壳对轻量化与高可靠性的迫切需求,研发了新型低碳低合金20Si2MnCrNi桥壳专用铸钢,其综合性能优于E级桥壳铸钢。传统E级铸钢桥壳工艺用于该材料时,易在桥壳底部厚大热节区域产生严重缩孔与缩松缺陷,且其强韧性潜力未能充分发挥。为此,本研究提出一种铸造工艺优化及二次正火与调质处理协同提升20Si2MnCrNi铸钢桥壳强韧性的技术策略。利用数值模拟技术揭示了原工艺下缺陷形成的根源,通过优化封闭式浇注系统并增设发热保温冒口,实现了充型与凝固过程的协同调控,成功将铸件本体关键部位的缩孔缩松缺陷转移至工艺系统,并获得了适用于20Si2MnCrNi铸钢桥壳的缩孔缩松缺陷预测判据值。在此基础上,为消除铸态粗晶组织的遗传性,设计了1 000℃高温均匀化与900℃低温细化相结合的二次正火预处理工艺。研究表明,该工艺可有效细化原奥氏体晶粒,晶粒度显著提升至8.5级;结合920℃淬火与610℃高温回火调质处理,最终使桥壳材料获得了优异的强韧匹配性能:抗拉强度944.4 MPa,屈服强度825.1 MPa,室温冲击吸收功90.43 J,表面HB硬度259.3,-40℃低温冲击吸收功36.2 J。