对34CrNi3MoA中型锻件从材料性能分析入手，对工件热处理工艺进行优化设计。通过合理使用淬火吊具，应用预冷淬火法、循环控时淬火法等综合手段，严格控制淬火冷却参数：“预冷3min+PAG水溶液冷却8min+空冷2min+PAG水溶液冷却8min+空冷2min+PAG水溶液冷却8min，然后提出液面空冷”，锻件调屑后的力学性能满足设计要求    起重机用吊具、夹具在机械制造领域应用广泛，各类吊具、夹具的轴类锻件承载着被吊件与起重机间复杂的作用力。因此，对轴类承载件的力学性能要求很严格，不仅要有良好的强塑性配合，还要有良好的承冲韧度要求。此产品特点为大直径，要求有髙强度和良好的塑韧性相配合，有效尺寸320mm。其加工路线为锻 造一退火一粗加工一正火+调质一精加工。调质工序要求力学性能：淬火后硬度48~55HRC，回火后硬度262~321HBW，按GB/T17107—1999要求在距工件表面1/3处取纵向力学性能试样，检测力学性能满足/^〖>735MPa，m>850MPa,, Z>38%, >4KU2(2(TC)>47J，/1KU2(-20€)>37J, 锻件的力学性能数值要求比GB/T17107—1999规定的要髙一个等级，这就对热处理提出了更髙的要求。 针对以问题，我们制定了严谨的工艺参数及淬火操作注意事项，并进行多次工艺试验，力争产品一次合格。
1.热处理工艺设计思路
(1)材料简介合金元素Ni属于稀缺资源，在相关的热处理资料中检索“34CrNi3M0”，与此材料相关的应用报道很少，由此可见此钢在生产中应用是很普遍。査阅文献可知，Ni为不形成碳化物元素，使等温转变图向右移，提高淬透性，降低点。在调质钢中，合金元素铬与镍同时加入钢中，尤其是铬与镍含量之比近似于1:3时，可显著提髙钢的淬透性。合金元素镍显著降低脆性转变温度，由此可 知，34CrNi3MoA钢由干含Ni最较高，锻件在气候寒冷的低温环境中工作，其冲右韧度降低的幅度不会太大。试验结果表明，-20.C冲击试验数据远髙于设计指标，工件适合在低温环境中使用。
(2)锻件热处理时，长320mm、长650mm的轴部重约410kg,分700mm、厚320mm的盘部重约967kg，属中型锻件。
(3)工艺装备工件形状较复杂，现有的淬火夹具无法实现对工件的夹持淬火。采用加热后用洋火料筐吊装淬火，保证了淬火时工件的平稳吊装及淬火时锻件均匀冷却，从而稳定了淬火质量。
(4)冷却方式淬火冷却在热处理中是关键的一环，既要保证不开裂，又要尽量增大淬火冷却速度，以满足工件力学性能要求。因此冷却方式设计就是要在这两种条件下，寻找最佳的淬火冷却速度。
      34CrNi3MoA钢的理论碳当量为0.70%。按碳当量条件CE=0.70% <0.75%,碳含量wc=0.35%， 在0.32%~0.36%范围内，此钢种可以水淬，但需特别小心。据此分析，此钢种用水淬有一定的开裂 风险，而其要求的力学性能较高，综合考虑，选用浓度为15%的PAG水溶液。其冷却速度介于水油之 间而接近于水，既避免淬火开裂倾向，又增大了工 件淬火冷却速度，满足了淬火要求。
      锻件尺寸较大，合金含量较高，淬火时易形成 热应力型的应力分布状态，即较大的心部拉应力。 为减小热应力，同时为达到高强韧性配合，需采取特殊的控冷方式淬火，严把淬火质量关，以达到较髙的技术要求。淬火采用PAG水溶液，综合应用了预冷淬火、控时液空循环淬火等方法。淬火过程以文献中淬火过程及工艺参数为参考，在确保不开裂的情况下：提髙淬火冷却速度，以提髙淬火质量，达到提髙工件力学性能的目的。
   此材料的为705°C, A心为290°C,淬火时应控制终冷温度在Ms点以下， 使淬火完成马氏体和（或）下贝氏体转变，工艺控制终冷温度<240°C。具体淬火冷却参数为：预冷3min+PAG水溶液冷却8min+空冷2min+PAG水溶液冷却8min+空冷2min+PAG水溶液冷却8min，然后提出液面空冷。每件锻件重约1.4t,现有淬火冷却介质约40t， 每次淬火两件约3t。淬火液满足冷却要求，淬火过程中打开空冷器对淬火冷却介质降温，通压缩空气对淬火冷却介质进行搅拌。实践证明，每炉两件洋火完后，淬火冷却介质从4TC升温至45SC，符合淬火冷却介质使用要求。
(5)工艺简图及描述锻件粗加工后正火+调质处理，锻件尺寸较大，加热采用阶梯升温，以减小加热时工件内外温差，减小热应力，防止开裂。
2.热处理效果
   采用上述工艺方法热处理之后，检测表面硬度在技术要求范围。将工件连体试棒锯下，在锯切面检测硬度梯度。锻件从表面到心部硬度均匀，横向的性能分布合理，有利于整个截面均勻承载。工件距外表面R/3附近即50~70mm处硬度在280HBS以上，换算抗拉强度约950MPa,满足技术要求。按技术要求在距外表面R/3处取试样，检测纵向拉伸及冲击，选取有代表性的两炉连体试棒检测力学性能。检验数据显示，丄件热处理满足技术要求的力学性能，达到了预期的效果。
   通过多炉次随件连体试样试验、分析，我们初 步掌握了该材料热处理工艺过程中的工艺参数、操作要领，对类似工件的热处理积累了经验。在这次热处理工艺设计中，有几点体会供大家分享。
(1)合理地选用15%PAG类水溶液淬火冷却介质，综合运用预冷淬火、循环控时淬火等方法， 既保证淬火不开裂（这对于冶金质量稍差的锻件有重要意义），又尽量增大淬火冷却速度，以满足锻件力学性能要求，寻找到最佳的淬火冷却速度，完成符合力学性能要求的淬火冷却。
(2)选用合适的工艺装备、工艺参数，经正火+调质工艺热处理后，对工件连体试棒进行检测，力学性能满足了图样技术要求，达到了预期的热处理。(3)在本次试验及生产实践中，力学性能检测结果表明，含Ni钢34CrNi3MoA热处理后在保证 高强塑性的同时，室温及低温韧性均较髙，是综合力学性能高的钢种，适合在低温、高应力环境中使用。