进入20世纪以后,随着科学技术及经济的发展,机械逐渐成为劳动力的主力。随着机械的增多,机械加工工序已经成为制约生产的瓶颈工序。人们在追求钢材质量的前提下,钢材的生产成本和易加工性也已经成为客户重点选择的指标。易切削钢在此条件下迅猛发展。含硫易切削钢是易切削钢中生产量最大的钢类,优异的加工性能使其成为机械零件生产加工的重要品种之一。含硫易切削钢含有易切削元素硫,极大的提高其切削能力的同时,其有害元素硫也为产品质量及后续热处理带来一定问题。本文初步研究了 42CrMoS4易切削钢在调质后产生的缺陷,分析缺陷产生的原因,提出了新的成分及热处理工艺。论文的主要工作及研究成果如下:(1)通过对42CrMoS4易切削钢在调质后炸裂处的成分、气体、组织采用扫描电镜等方法进行检验,确认了 42CrMoS4易切削钢调质后炸裂的原因。分析认为,成分无明显的偏析现象,偏差在±3%以内,不是由于钢材成分偏析导致调质时组织转变不一致产生的组织应力过大造成的炸裂;检验气体氢、氧、氮均无明显的偏差,试样半径1/2处的冲击功均大于中心处,说明中心处受到的拉应力较大;经过扫描电镜的检验,钢材的基体并不连续,中心有较大的空洞,是硫化物夹杂造成。具体原因是易切削钢42CrMoS4在调质水冷的过程中,在钢材内部夹杂物集中处产生较大的应力,产生调质炸裂。(2)优化热处理工艺,减少易切削钢42CrMoS4调质后的缺陷。通过成分、组织检验分析确定并优化钢材的熔炼成分,具体措施是减少钢材的P含量,S按标准下限控制;调质工艺参数优化,钢材出炉到进入淬火介质时间由<5min到<3min,提前10min开启淬火槽的搅拌装置、降低淬火介质温度,优化钢材的摆放方式。(3)优化成分及调质工艺后,42CrMoS4易切削钢调质后的质量指标提高,性能检验合格率由83%提升到94%,综合合格率由97%提升到99%,调质后质量指标的提升,减少了生产成本,缩短了生产周期,为同类含硫易切削钢的调质生产提供宝贵的经验。