2024年5月27日发(作者：盖景中)
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高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺研
究
作者：杜显玲
来源：《中国科技纵横》2015年第08期
【摘 要】本文围绕高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺为中心进行展开，从高级链条
钢23MnNiMoCr54热处理工艺的发展，过程以及出现的问题提出解决措施三个方面入手，全
面了解高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺，旨在为实际的高级链条钢生产提供扎实、可
靠的理论基础。
【关键词】高级链条钢 23MnNiMoCr54 热处理工艺
观察目前整个国内外的链条市场，可以发现对于高级链条钢的需求正在不断加大，与此同
时对链条钢的质量要求也在不断提高。目前我国国内主要都是从国外进口23MnNiMoCr54，但
是日益紧张的供货局势导致我国生产高强度高质量的圆环链出现一定紧张局势，在这汇总情况
之下我国就需要逐渐转变进口的局势，实现我国高级链条钢想国产化生产的目标。
1高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺的发展
热处理决定了链条钢的质量与性能，因此合理、高效的热处理工艺是保证高级链条钢具有
良好稳定性的有效方法。
（1）在制作链条的早期使用的热处理方法是辐射式加热炉，例如转底炉等。其中回火加
热采用的是对流加热炉[1]。这种方式需要加热的实践长，效率不高，其中部分设备还需要较
长的牵引链。链条在整个的加热过程中由于表面氧化程度较高，难以得到非常细的奥氏体晶
粒，最终导致当时生产出来的链条质量一般。随着热处理工艺的技术不断发展，后期发展起来
的中频感应加热法被广泛应用，链条的热处理质量有明显的提高。
（2）链条回火技术，最初采用的是均温回火方式，目前发展比较稳定的是中频差温回火
以及均温回火加差温回火方式。所谓的均温回火就是考虑到链条回火之后链环各个部分的硬度
相同，但是其链环都是通过焊接而成，回火温度过低会导致焊接处容易产生断裂，而链环硬度
较高其直臂外侧与输送机的中班产生摩擦也十分容易产生裂纹，如果回火温度低还可能导致链
条的韧性降低。差温回火采用感应加热的方式，这种加热原理更加符合链条的加热条件，即链
环肩顶部硬度高，耐磨，其直臂部硬度低，韧性好。这种热处理方式能够大大提高链条质量
[2]。
2高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺的过程
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采用中频感应加热方式，其具有的加热速度快、氧化少等特点，不仅符合目前的绿色生
产，其生产的链条强韧性也达到一定指标。采用中频感应热处理方式其具体过程既是先采用大
功率的感应加热设备中频感应连续炉，实现对链条淬火、回火的分来处理，利用红外线测温的
方式严格控制链条入火之前淬火与回火的温度，通过在实际当中进行试验发现，进行淬火、回
火其冷却介质均为水，水温控制在30℃以下。进行淬火加热其功率要控制在25-35Kw之间，
链条速度需要控制在8-9Hz，温度控制在930℃-960℃之间，就能够达到一定质量要求的淬硬
层与链条硬度。针对回火工序其加热功率控制在10-20KW，温度控制在500℃-550℃。链条速
度保持在15-16Hz之间。
3高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺的改进
针对圆环链生产中不可避免的出现单环修接的热处理工艺问题，进行工艺上改进的提出。
分别选用930℃、950℃、970℃对修接单环电阻淬火加热，5%盐溶液强烈淬火，得到的硬度会
HRC4.3、HRC44.2、HRC44。
（1）关于电阻加热特性分析[3]。淬火加热温度高，其热传导速度快，其硬度基本相同。
在回火处理时，加热温度低导致热传导速度慢，加热时间也影响到了热传导的速度。再加上其
他因素的影响导致链环肩顶部的电流密度低于直部截面电流密度，导致肩顶部硬度高于直部硬
度。修接单环电阻加热950℃，5%盐水溶液强烈淬火，再采用电阻加热400℃回火，针对直
部、肩部与顶部三个，可以发现直部的马氏体形态与方向性消失，只有肩部还存在部分的马氏
体形态与方向性，而顶部则完全保留了马氏体形态与方向性。从这一点可以说明在进行修接环
电阻加热回火时，沿链环温度不均匀，得到的回火组织也不同，其直部回火温度高，顶部回火
温度低。
（2）从淬火态组织上进行观察，3个淬火加热温度930℃淬火板条马氏体稍微细小，但是
其得到的硬度最低，这点说明了930℃快速加热奥氏体不够充分；950℃淬火板条马氏体稍微
高于930℃淬火板条马氏体，得到的硬度也高；950℃与970℃的淬火硬度一直，但是970℃的
板条马氏体更加粗大。想要了解淬火态材料的硬度，只需要了解马氏体的碳含量，三个温度奥
氏体的碳含量差别不大，得到的硬度差距也不会太大。当硬度相同时，微观组织形态不同对链
条钢的影响也不同，其主要表现在塑性与韧性两个方面，当微观组织粗大时钢的塑韧性也会下
降，因此，针对加热温度的选择最好是控制在950℃。
（3）采用某一规格链条进行锻炼修接环热处理，淬火工艺为950℃电阻加热，5%盐水溶
液淬火，回火温度选择350℃、400℃、450℃、500℃，最终结果表明，在950℃电阻加热，
5%盐水溶液淬火条件下，350℃与400℃经过回火之后其链条性能能够满足相关标准，而经过
950℃电阻加热，5%盐水溶液淬火条件，经过450℃与500℃的回火的链条性能不能达到相关
指标要求，其断裂部位发生在修接环的肩部，因此可以看出提高了回火温度对修接环存在一定
明显影响，导致直部、肩部与顶部的回火温度差减小，其肩部承受了主要的剪切载荷，因此肩
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部更加容易发生塑性变形而断裂。因此针对修接环的热处理工艺应该为950℃加热，5%盐水淬
火以及400℃回火。
通过实验证明采用这种强烈淬火热处理工艺其生产的链环焊口冲击韧性断口韧窝较深，其
碳化物颗粒十分细小，在断裂的过程中发生了均匀的微观塑性变形，提高其韧性度。
4结语
总而言之，我国想要生产出高级链条钢23MnNiMoCr54钢，热处理工艺的优化是一个重
点内容，由于热处理工艺决定了链条的质量与性能，因此必须理论结合实际创新出更为先进的
技术有效解决其中出现的断链等各种问题。
参考文献：
[1]李振军，刘燕明，刘建英等.等离子喷涂Sm2Zr2O7热障涂层的热冲击性能数值模拟[J].
热加工工艺，2010，17（08）：203.
[2]霍肖菲，汤秀山，李吉峰等.基于BP神经网络的金属陶瓷TiC-Ni触变成形本构关系模
型[J].热加工工艺，2010，19（08）：245-246.
[3]李长荣，杨洪，文辉.稀土元素对硬线钢中夹杂物的变性处理[J].热加工工艺，2010，39
（08）：152.
2024年5月27日发(作者：盖景中)
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高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺研
究
作者：杜显玲
来源：《中国科技纵横》2015年第08期
【摘 要】本文围绕高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺为中心进行展开，从高级链条
钢23MnNiMoCr54热处理工艺的发展，过程以及出现的问题提出解决措施三个方面入手，全
面了解高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺，旨在为实际的高级链条钢生产提供扎实、可
靠的理论基础。
【关键词】高级链条钢 23MnNiMoCr54 热处理工艺
观察目前整个国内外的链条市场，可以发现对于高级链条钢的需求正在不断加大，与此同
时对链条钢的质量要求也在不断提高。目前我国国内主要都是从国外进口23MnNiMoCr54，但
是日益紧张的供货局势导致我国生产高强度高质量的圆环链出现一定紧张局势，在这汇总情况
之下我国就需要逐渐转变进口的局势，实现我国高级链条钢想国产化生产的目标。
1高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺的发展
热处理决定了链条钢的质量与性能，因此合理、高效的热处理工艺是保证高级链条钢具有
良好稳定性的有效方法。
（1）在制作链条的早期使用的热处理方法是辐射式加热炉，例如转底炉等。其中回火加
热采用的是对流加热炉[1]。这种方式需要加热的实践长，效率不高，其中部分设备还需要较
长的牵引链。链条在整个的加热过程中由于表面氧化程度较高，难以得到非常细的奥氏体晶
粒，最终导致当时生产出来的链条质量一般。随着热处理工艺的技术不断发展，后期发展起来
的中频感应加热法被广泛应用，链条的热处理质量有明显的提高。
（2）链条回火技术，最初采用的是均温回火方式，目前发展比较稳定的是中频差温回火
以及均温回火加差温回火方式。所谓的均温回火就是考虑到链条回火之后链环各个部分的硬度
相同，但是其链环都是通过焊接而成，回火温度过低会导致焊接处容易产生断裂，而链环硬度
较高其直臂外侧与输送机的中班产生摩擦也十分容易产生裂纹，如果回火温度低还可能导致链
条的韧性降低。差温回火采用感应加热的方式，这种加热原理更加符合链条的加热条件，即链
环肩顶部硬度高，耐磨，其直臂部硬度低，韧性好。这种热处理方式能够大大提高链条质量
[2]。
2高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺的过程
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采用中频感应加热方式，其具有的加热速度快、氧化少等特点，不仅符合目前的绿色生
产，其生产的链条强韧性也达到一定指标。采用中频感应热处理方式其具体过程既是先采用大
功率的感应加热设备中频感应连续炉，实现对链条淬火、回火的分来处理，利用红外线测温的
方式严格控制链条入火之前淬火与回火的温度，通过在实际当中进行试验发现，进行淬火、回
火其冷却介质均为水，水温控制在30℃以下。进行淬火加热其功率要控制在25-35Kw之间，
链条速度需要控制在8-9Hz，温度控制在930℃-960℃之间，就能够达到一定质量要求的淬硬
层与链条硬度。针对回火工序其加热功率控制在10-20KW，温度控制在500℃-550℃。链条速
度保持在15-16Hz之间。
3高级链条钢23MnNiMoCr54热处理工艺的改进
针对圆环链生产中不可避免的出现单环修接的热处理工艺问题，进行工艺上改进的提出。
分别选用930℃、950℃、970℃对修接单环电阻淬火加热，5%盐溶液强烈淬火，得到的硬度会
HRC4.3、HRC44.2、HRC44。
（1）关于电阻加热特性分析[3]。淬火加热温度高，其热传导速度快，其硬度基本相同。
在回火处理时，加热温度低导致热传导速度慢，加热时间也影响到了热传导的速度。再加上其
他因素的影响导致链环肩顶部的电流密度低于直部截面电流密度，导致肩顶部硬度高于直部硬
度。修接单环电阻加热950℃，5%盐水溶液强烈淬火，再采用电阻加热400℃回火，针对直
部、肩部与顶部三个，可以发现直部的马氏体形态与方向性消失，只有肩部还存在部分的马氏
体形态与方向性，而顶部则完全保留了马氏体形态与方向性。从这一点可以说明在进行修接环
电阻加热回火时，沿链环温度不均匀，得到的回火组织也不同，其直部回火温度高，顶部回火
温度低。
（2）从淬火态组织上进行观察，3个淬火加热温度930℃淬火板条马氏体稍微细小，但是
其得到的硬度最低，这点说明了930℃快速加热奥氏体不够充分；950℃淬火板条马氏体稍微
高于930℃淬火板条马氏体，得到的硬度也高；950℃与970℃的淬火硬度一直，但是970℃的
板条马氏体更加粗大。想要了解淬火态材料的硬度，只需要了解马氏体的碳含量，三个温度奥
氏体的碳含量差别不大，得到的硬度差距也不会太大。当硬度相同时，微观组织形态不同对链
条钢的影响也不同，其主要表现在塑性与韧性两个方面，当微观组织粗大时钢的塑韧性也会下
降，因此，针对加热温度的选择最好是控制在950℃。
（3）采用某一规格链条进行锻炼修接环热处理，淬火工艺为950℃电阻加热，5%盐水溶
液淬火，回火温度选择350℃、400℃、450℃、500℃，最终结果表明，在950℃电阻加热，
5%盐水溶液淬火条件下，350℃与400℃经过回火之后其链条性能能够满足相关标准，而经过
950℃电阻加热，5%盐水溶液淬火条件，经过450℃与500℃的回火的链条性能不能达到相关
指标要求，其断裂部位发生在修接环的肩部，因此可以看出提高了回火温度对修接环存在一定
明显影响，导致直部、肩部与顶部的回火温度差减小，其肩部承受了主要的剪切载荷，因此肩
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部更加容易发生塑性变形而断裂。因此针对修接环的热处理工艺应该为950℃加热，5%盐水淬
火以及400℃回火。
通过实验证明采用这种强烈淬火热处理工艺其生产的链环焊口冲击韧性断口韧窝较深，其
碳化物颗粒十分细小，在断裂的过程中发生了均匀的微观塑性变形，提高其韧性度。
4结语
总而言之，我国想要生产出高级链条钢23MnNiMoCr54钢，热处理工艺的优化是一个重
点内容，由于热处理工艺决定了链条的质量与性能，因此必须理论结合实际创新出更为先进的
技术有效解决其中出现的断链等各种问题。
参考文献：
[1]李振军，刘燕明，刘建英等.等离子喷涂Sm2Zr2O7热障涂层的热冲击性能数值模拟[J].
热加工工艺，2010，17（08）：203.
[2]霍肖菲，汤秀山，李吉峰等.基于BP神经网络的金属陶瓷TiC-Ni触变成形本构关系模
型[J].热加工工艺，2010，19（08）：245-246.
[3]李长荣，杨洪，文辉.稀土元素对硬线钢中夹杂物的变性处理[J].热加工工艺，2010，39
（08）：152.