Effect of Hot-Forging Heating Temperature and Time on the Austenite Grain Size of Pseudo-Carburized 20CrMnTi

Li Bopeng; Liu Linfeng; Liu Ping; Jia Tao; Wang Zhen

doi:10.20057/j.1003-8620.N250525

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

Effect of Hot-Forging Heating Temperature and Time on the Austenite Grain Size of Pseudo-Carburized 20CrMnTi

Forming and Phase Transition | 更新时间：2026-07-14

- Effect of Hot-Forging Heating Temperature and Time on the Austenite Grain Size of Pseudo-Carburized 20CrMnTi
- Special Steel Vol. 47, Issue 4, Pages: 80-86(2026)
- 作者机构：
  
  1.大冶特殊钢有限公司，黄石 435001
  2.数字钢铁全国重点实验室，东北大学，沈阳 110819
  3.高品质特殊钢湖北省重点实验室，黄石 435001
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20057/j.1003-8620.N250525
  CLC： TG307
- Received：23 August 2025，
  
  Revised：2025-09-23，
  
  Accepted：27 October 2025，
  
  Published：30 July 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
李博鹏,刘林凤,柳萍等.热锻加热温度与时间对20CrMnTi渗碳晶粒度的影响[J].特殊钢,2026,47(04):80-86.

Li Bopeng,Liu Linfeng,Liu Ping,et al.Effect of Hot-Forging Heating Temperature and Time on the Austenite Grain Size of Pseudo-Carburized 20CrMnTi[J].Special Steel,2026,47(04):80-86.
李博鹏,刘林凤,柳萍等.热锻加热温度与时间对20CrMnTi渗碳晶粒度的影响[J].特殊钢,2026,47(04):80-86. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N250525.

Li Bopeng,Liu Linfeng,Liu Ping,et al.Effect of Hot-Forging Heating Temperature and Time on the Austenite Grain Size of Pseudo-Carburized 20CrMnTi[J].Special Steel,2026,47(04):80-86. DOI： 10.20057/j.1003-8620.N250525.

摘要

通过研究20CrMnTi钢在不同锻造加热工艺下的锻后冷却相变与析出行为、经等温正火与伪渗碳后的原奥氏体晶粒形貌。结果表明，对于常规热轧棒料，在1220 ℃加热保温2、3、5、10 min的锻造加热工艺下，渗碳后均可获得正常原奥氏体晶粒形貌；采用“1 000 ℃×2 h均匀化处理、950 ℃形变后在700 ℃炉冷到室温”使热轧棒料中（Nb， Ti）C充分析出，在1 220 ℃锻造加热的时间需不低于5 min，经同样等温正火和渗碳后可避免原奥氏体混晶缺陷。不同成分实验钢表面钛减量化的设计下，通过锻造前加热温度和时间确保微合金碳氮化物的充分回溶，同样可以达到960 ℃伪渗碳不混晶。避免热轧棒料中微合金碳氮化物的过量析出，可以减轻下游锻造厂锻造加热时微合金碳氮化物回溶所需的温度和时间。

Abstract

In this work， the phase transformation and precipitation behavior of 20CrMnTi steel after forging and the morphology of the prior austenite grain after isothermal normalizing and pseudo-carburizing under different forging heating processes were investigated. Results show that， for the conventional hot-rolled bars， the normal prior austenite grain morphology after carburizing can be obtained under the forging heating process of 1 220 ℃×2， 3， 5 and 10 min. Using the pretreatment， i.e.， homogenized by 1 000 ℃×2 h， deformed at 950 ℃ and then furnace-cooled from 700 ℃ to room temperature，（Nb， Ti）C fully precipitated from the hot-rolled state. In order to avoid the abnormal growth of the prior austenite grain after the same isothermal normalizing and carburizing process， the forging heating time at 1 220 ℃ should be no less than 5 min.Under the design of titanium reduction on the surface of test steels with different compositions， ensuring the sufficient re-dissolution of microalloyed carbonitrides through the heating temperature and time before forging can also achieve no mixed grains in the 960 ℃ pseudo-carburizing process. Maximizing the avoidance of excessive precipitation of microalloyed carbonitrides in hot-rolled bars can reduce the temperature and time required for the re-dissolution of microalloyed carbonitrides during the forging heating process in downstream forging plants.

关键词

Keywords

references

尉文超，张宵璐，金国忠，等 . 硫化物改质对20MnCr5齿轮钢夹杂物和切削性能的影响［J］. 钢铁， 2022 ， 57 （ 5 ）： 99 - 106 .

李尧，成国光，鲁金龙，等 . 20CrMnTi齿轮钢中TiN夹杂物的特征与分布［J］. 中国冶金， 2020 ， 30 （ 12 ）： 28 - 34 .

刘海宁，王郢，李仁兴，等 . PMO凝固均质化技术在20CrMnTi齿轮钢上的应用［J］. 钢铁， 2019 ， 54 （ 6 ）： 69 - 78 .

吴树漂，刘占江，武云峰，等 . 我国齿轮钢的生产与应用［J］. 特殊钢， 2003 ， 24 （ 5 ）： 30 - 33 .

Saito G ， Sakaguchi N ， Matsuura K ， et al . Effects of normalizing temperature on the precipitation of fine particles and austenite grain growth during carburization of Al- and Nb-microalloyed case-hardening steel ［J］. ISIJ International ， 2023 ， 63 （ 4 ）： 727 - 736 .

杨延辉，王毛球，王春芳，等 . 钛铌微合金化齿轮钢的奥氏体晶粒长大研究［J］. 钢铁研究学报， 2012 ， 24 （ 12 ）： 32 - 36 .

苏梁，弓硕，王福明，等 . 预热处理工艺对SCr420H齿轮钢高温渗碳奥氏体晶粒长大行为的影响［J］. 特殊钢， 2023 ， 44 （ 3 ）： 74 - 83 .

胡成飞，吴润，尉文超，等 . 淬火温度对17Cr2Ni2MoVNb重载齿轮钢组织和硬度的影响［J］. 金属热处理， 2019 ， 44 （ 10 ）： 91 - 95 .

宗国锋，吴衍长，贾林峰 . 浅谈合理确定钢的锻造温度［J］. 现代制造技术与装备， 2013 （ 5 ）： 39 - 40+50 .

任承灼 . 锻造温度对40CrNiMoA钢奥氏体本质晶粒度的影响［J］. 航空材料， 1984 ， 12 （ 2 ）： 18 - 22+34 .

杨炳南，卢桂莲，于贺清 . 模锻温度对30CrMnSiA钢奥氏体本质晶粒度的影响［J］. 特殊钢， 1982 ， 3 （ 6 ）： 89 - 93 .

董芳 . 锻造及预备热处理工艺对18Cr2Ni4 WA锻件本质晶粒度的影响［J］. 金属加工（热加工）， 2010 ， 35 （ 5 ）： 55 - 59 .

陈建文，袁伍丰，蒋亦舟，等 . 锻造加热温度对20Cr2Ni4A钢奥氏体晶粒长大及力学性能的影响［J］. 金属热处理， 2022 ， 47 （ 2 ）： 112 - 118 .

白瑞娟，万长杰，董战利，等 . 温锻和等温正火对20CrMnTiH3齿轮钢渗碳淬火后奥氏体晶粒度的影响［J］. 特殊钢， 2016 ， 37 （ 3 ）： 61 - 63 .

Saito G ， Sakaguchi N ， Ohno M ， et al . Effects of concentrations of micro-alloying elements and hot-forging temperature on austenite grain structure formed during carburization of case-hardening steel ［J］. ISIJ International ， 2020 ， 60 （ 11 ）： 2549 - 2557 .

雍岐龙 . 钢铁材料中的第二相［M］. 北京：冶金工业出版社， 2006 .

Views

105

下载量

CSCD

CNKI被引量

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Effect of Welding Process on Fatigue Property of FH420 Steel

Effect of Ce and Y Modification on the Inclusion Characteristics in 34CrNi3Mo Steel

Numerical Simulation of the Influence of Immersion Tube Diameter Ratio on RH Refining Performance

Impact of Cerium on Oxide Inclusion Behavior in Q355 Molten Steel

Effect of Al Content on Phase Transformation Law and High-temperature Mechanical Properties of Corrosion-resistant Steel

Related Author

No data

Related Institution

No data

⁰