CN103484606A - 用于提高wc6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法 - Google Patents

用于提高wc6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法 Download PDF

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杜应流
孙成维
叶世如
姜成启
雷伦涛
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Abstract

本发明提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理的方法包括：将铸件和试块装入热处理炉中，然后将热处理炉逐渐升温，升温速度控制在≤120℃/小时，当热处理炉的温度达到940±10℃时停止升温，将热处理炉温度保持在940±10℃的范围内；保温结束后随着热处理炉自然冷却至860±10℃后，再保温0.5小时，然后将铸件和试块出炉放置在平静的水池中进行冷却，水的温度在30-55℃范围内；在上述步骤操作完成2小时之内，将上述铸件和试块重新放入热处理炉中进行处理，然后将热处理炉逐渐升温，升温速度控制在≤100℃/小时，当热处理炉温度达到720±10℃时保温，然后将上述铸件和试块移出热处理炉，进行空气冷却。

Description

用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法
技术领域：
本工艺方法涉及高温承压件用合金钢铸件热处理工艺，具体说是一种高温承压件用合金钢，需满足低温钢性能的要求。本发明所适用的高温承压件合金钢（WC6-1.7357）成分范围为，按元素质量百分比计，碳：0.15-0.20、锰：0.50-0.80、硅：≤0.60；磷：≤0.020、硫：≤0.020、铬：1.00-1.50；钼：0.45-0.65、镍≤0.50、铜≤0.50、钒≤0.05、钨≤0.10、其它元素略。 
背景技术：
目前，材质为WC6-1.7357的铸件得到了国外的一些客户（如：法国SRI、德国三普等）的双认证，此材质本是满足高温合金钢性能要求，现在客户却要满足低温钢性能要求；原有的铸件热处理正火+回火工艺已不能满足客户对该材质低温冲击的要求，若达不到低温冲击性能的要求，将会失去客户的订单，给集团带来经济和名誉上的损失。所以急需找到一种切实可行热处理方法来提高材质为WC6-1.7357铸件的低温冲击值。 
发明内容
本发明目的是为了弥补WC6-1.7357材料采用常规热处理工艺难以或无法保证用户指定的低温冲击不足问题；用“淬火+回火”工艺替代常规的“正火+回火”工艺，既提高了产品的低温冲击韧性，又提高了铸件质量的稳定性，是一新型的热处理工艺方法。 
本工艺方法是通过以下技术方案实现的： 
本发明用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其中：它包括以下步骤： 
（1）将材质为WC6-1.7357的铸件和试块平稳地摆放在淬火料盘上； 
（2）用吊车或叉车将装有铸件和试块的淬火料盘装入指定的热处理炉中，装炉时炉膛温度应≤350℃，然后以≤120℃/小时的速度升至940±10℃并在此温度范围内进行保温，保温时间以铸件最大截面厚度每英寸厚度保温1小时计算，保温结束后铸件和试块应随炉冷至860±10℃，在此温度范围内保温0.5小时后出炉进入“静水”中进行淬火冷却，水温应控制在30-55℃，“静水”是指没有经过特意搅拌的水； 
（3）铸件和试块在步骤（2）操作完成2小时之内，将上述铸件和试块重新放入热 处理炉中进行回火处理，装炉时炉膛温度仍应≤350℃，然后以≤100℃/小时的速度升至720±10℃并在此温度范围内进行保温，保温时间以铸件最大截面厚度每英寸厚度保温1小时计算，保温结束后，出炉空冷； 
本发明的一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其中：所述热处理炉为电炉或燃气炉； 
本发明的一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其中：为了使铸件在热处理炉中的变形最小，所述铸件在装炉时应根据其结构特点选择直立、侧立或平卧的摆放方式； 
本发明的一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理的工艺方法，其中：所述试块在作V型缺口的夏比冲击试验时，在-15℃至-29℃的温度下，其冲击功Akv可达100J以上。 
与传统的“正火+回火”工艺相比，本发明的优点是： 
（1）：若采用油（或聚合物）淬火，需对现有的热处理淬火设备进行改造，并需采购淬火液，增加了热处理成本；本工艺方法在不改变热处理加热炉、淬火液（水）、淬火设备的前提下，可以执行此热处理工艺；节约了改造热处理设备成本、时间，缩短热处理周期，按时完成产品交期； 
（2）其材质在充分奥氏体化后，随炉预冷至临近亚温的区域进行淬火；若铸件充分奥氏体化后直接高温水淬，铸件易产生淬火裂纹，给后期的产品精整、入库带来麻烦；采用临近亚温淬火的工艺方法可有效降低淬火裂纹，缩短精整、入库时间。 
（3）此材质用“淬火+回火”工艺代替“正火+回火”工艺，其低温冲击值高且稳定（见表2），满足了客户要求，赢得了后续订单。 
（4）此热处理工艺经济适用，易操作，具有可行性； 
总之，本热处理方法可节约热处理设备的改造成本，减少劳动强度和生产周期，降低材料消耗，大幅提高该合金钢的力学性能，消除了低温冲击值不稳定的缺点，从而提高了铸件的内在质量，获得了客户订单。 
附图说明
图1工艺示意简图。 
表1为部分炉号工艺改进前后的低温冲击测试值对比。 
具体实施方式
如图1所示，本发明的用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理的方法包括以下步骤： 
（1）将材质为WC6-1.7357的铸件和试块平稳地摆放在淬火料盘上； 
（2）用吊车或叉车将装有铸件和试块的淬火料盘装入指定的热处理炉中，热处理炉为电炉或燃气炉，为了使铸件在热处理炉中的变形最小，所述铸件在装炉时应根据其结构特点选择直立、侧立或平卧的摆放方式；装炉时炉膛温度应≤350℃(如图1中的A点所示)，然后以≤120℃/小时的速度升至940±10℃（如图1中的AB段所示）,并在此温度范围内进行保温(保温时间以铸件最大截面厚度每英寸厚度保温1小时计算，如图1中的BC段所示)，保温结束后铸件和试块应随炉冷至860±10℃（如图1中的CD段所示），在此温度范围内保温0.5小时（如图1中的DE段所示），随后出炉进入“静水”中进行淬火冷却（如图1中的EF段所示），水温应控制在30-55℃，“静水”是指没有经过特意搅拌的水。 
（3）铸件和试块在步骤（2）操作完成2小时之内，将上述铸件和试块重新放入热处理炉中进行回火处理，装炉时炉膛温度仍应≤350℃(如图1中的G点所示)，然后以≤100℃/小时的速度升至720±10℃（如图1中的GH段所示）并在此温度范围内进行保温(保温时间以铸件最大截面厚度每英寸厚度保温1小时计算,如图1中的HI段所示)，保温结束后，出炉空冷（如图1中的IJ段所示）。 
由于不能直接检测铸件的冲击功值，因此将同炉浇注的试块与铸件进行同炉热处理，通过检测试件的冲击值来验证铸件的冲击值。试块在作V型缺口的夏比冲击试验时，在-15℃至-29℃的温度下，其冲击功Akv可达100J以上(见表1)。如表1所示，用本发明的工艺方法对WC6-1.7357材质的铸件进行热处理后，其随炉试块的Akv值（带有V字型开口的夏比标准冲击试样）均超过100J，在表1的热处理状态栏中“NT”表示用传统热处理工艺(正火+回火)进行的热处理；“QT”表示用本发明的热处理方法所进行的热处理。表1中的“WC6/1.7357”即为本发明所述的“WC6-1.7357”。 
表1 
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的精神的情况下，本发明可以作适当形式的修改。 

Claims (4)

1.一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其特征在于：它包括以下步骤：
（1）将材质为WC6-1.7357的铸件和试块平稳地摆放在淬火料盘上；
（2）用吊车或叉车将装有铸件和试块的淬火料盘装入指定的热处理炉中，装炉时炉膛温度应≤350℃，然后以≤120℃/小时的速度升至940±10℃并在此温度范围内进行保温，保温时间以铸件最大截面厚度每英寸厚度保温1小时计算，保温结束后铸件和试块应随炉冷至860±10℃，在此温度范围内保温0.5小时后出炉进入“静水”中进行淬火冷却，水温应控制在30-55℃；“静水”是指没有经过特意搅拌的水；
（3）铸件和试块在步骤（2）操作完成2小时之内，将上述铸件和试块重新放入热处理炉中进行回火处理，装炉时炉膛温度仍应≤350℃，然后以≤100℃/小时的速度升至720±10℃并在此温度范围内进行保温，保温时间以铸件最大截面厚度每英寸厚度保温1小时计算，保温结束后，出炉空冷。
2.根据权利要求1所述的一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其特征在于：所述热处理炉为电炉或燃气炉。
3.根据权利要求1所述的一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其特征在于：为了使铸件在热处理炉中的变形最小，所述铸件在装炉时应根据其结构特点选择直立、侧立或平卧的摆放方式。
4.根据权利要求1所述的一种用于提高WC6-1.7357材质低温韧性的热处理工艺方法，其特征在于：所述试块在作V型缺口的夏比冲击试验时，在-15℃至-29℃的温度下，其冲击功Akv达到100J以上。
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