CN109609867A - 一种18CrNiMo7-6材料及其低温冲击热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种18CrNiMo7‑6材料,该钢的组分及质量百分比为,C0.15~0.21%,Si≤0.40%,Mn 0.50~0.90%,Cr 1.50~1.80%,Mo 0.25~0.35%,P≤0.025%,S≤0.035%,Ni1.40~1.70%,其余为Fe及不可避免的杂质元素。18CrNiMo7‑6材料的热处理方法,包括装炉工序、淬火工序和回火工序,先将需处理的零件摆放在淬火工装上,再将淬火工装放入箱式电阻炉的有效加热区内;启动箱式电阻炉进行淬火,淬火温度为840℃~860℃,并根据保温时间公式t=α·κ·H确定保温时间,其中,t保温时间,α钢在气体介质中加热时的保温系数,κ零件装炉方式调整系数,H零件有效厚度;淬火保温完毕后,对所述零件进行淬火冷却;回火时间为淬火加热时间的1.2~1.5倍,回火冷却采用空冷或水冷,该方法有效改善材料的金属组织,提高产品生产合格率。
Description
技术领域
本发明属于材料热处理技术领域,具体涉及一种18CrNiMo7-6材料及其热处理方法。
背景技术
18CrNiMo7-6钢属于一种表面硬化钢,具有高强度、高韧性和高淬透型,调质处理后有很高的强韧性,低温冲击韧性较好。该钢主要应用于轻量化齿轮、齿轮轴等零部件。
设计图纸中零件18CrNiMo7-6材料技术要求低温冲击达到Akv(-40℃)≥27J,抗拉强度Rm不小于980-1270N/mm2,屈服强度Rp0.2不小于680N/mm2, 延伸率A不小于8%,端面收缩率Z不小于35%。该材料要求-40℃低温冲击时,国内没有做过,国外也只有在-30℃时做到Akv26、28、29J。对应热处理工艺,国内没有公开发表的热处理工艺,也从未进行过低温冲击试验、生产,也没有相适宜的热处理工艺方法,热处理调质工艺属国内空白。
然而,18CrNiMo7-6材料作为广泛使用的工程产品材料,特别是在工程锚绞机齿轮、齿轮轴类零件中广泛使用,该材料中间技术要求为调质处理。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种18CrNiMo7-6材料及其热处理方法,改善金属组织,提高产品生产合格率。
为了达到以上目的,提供一种18CrNiMo7-6材料,该钢的组分及质量百分比为,C0.15~0.21%,Si≤0.40%,Mn 0.50~0.90%,Cr 1.50~1.80%,Mo 0.25~ 0.35%,P≤0.025%,S≤0.035%,Ni1.40~1.70%,其余为Fe及不可避免的杂质元素。
本发明还提供该18CrNiMo7-6材料的热处理方法,包括装炉工序、淬火工序和回火工序,具体步骤如下,
步骤S1、装炉工序:将需处理的零件摆放在淬火工装上,再将淬火工装放入箱式电阻炉的有效加热区内;
步骤S2、淬火工序:启动箱式电阻炉进行淬火,淬火温度为840℃~860℃,并根据保温时间公式t=α·κ·H确定保温时间,其中,t:保温时间,单位为 min,α:钢在气体介质中加热时的保温系数,单位为min/mm,κ:零件装炉方式调整系数,H:零件有效厚度,单位为mm;淬火保温完毕后,对所述零件进行淬火冷却;
步骤S3、回火工序:回火时间为淬火加热时间的1.2~1.5倍,回火冷却方式采用空冷或水冷。
热处理方法的优选方案是:摆放在淬火工装上的零件之间的间隔为 10-15mm,再将淬火工装放入炉内均匀温区内的装料架或炉底板上。
优选地,所述步骤S2中,对大件零件的淬火工序采用阶梯升温的方式,在升温中途进行一次650℃或分别在400~450℃、650℃进行两次保温工序,或利用较低的加热速度,低温阶段为30℃/h和600℃以上高温阶段为100℃/h,而不进行中间保温。
优选地,所述步骤S2中,当零件厚度H≤50mm时,零件在780~900℃气体介质中加热时的保温系数为1.5~1.8;当零件厚度H>50mm时,零件在780~ 900℃气体介质中加热时的保温系数为1.5~2.0。
优选地,所述步骤S2中,淬火冷却的介质为15号机油或水,当介质为15 号机油,则使用温度小于60℃,当介质为水,则使用温度小于40℃。
优选地,所述步骤S3中,回火温度为500℃~560℃。
本发明有益效果为:改善材料的金属组织,提高产品生产合格率。
具体实施方式
实施例一
本实施例提供一种8CrNiMo7-6材料,该钢的组分及质量百分比为,C0.15~0.21%,Si≤0.40%,Mn 0.50~0.90%,Cr 1.50~1.80%,Mo 0.25~0.35%,P ≤0.025%,S≤0.035%,Ni1.40~1.70%,其余为Fe及不可避免的杂质元素。
本实施例中采用台车式箱式(空气)电阻炉,设备等级为V级,控温精度为±10℃。
步骤S1,将需处理的18CrNiMo7-6材料零件摆放在吊框内,工件之间留有 5-10mm间隙;
将前述18CrNiMo7-6材料零件放入台车式箱式电阻炉的有效加入区内,该有效加入区测定方法的执行标准为:GB/T9452-2012,放入炉内均匀温区内的装料架或炉底板上。并打开电阻炉开关;
步骤S2,淬火工序:在淬火操作中,将18CrNiMo7-6材料零件随炉升温至淬火温度,按要求保温一定时间后出炉,放入15号机油或水介质中淬火冷却。
由于零件在保温阶段加热停留的时间,决定了零件热处理的质量,加热时间与工件的成分、形状和尺寸、加热速度、加热介质、加热方式、装炉方式、装炉量等因素有关,因此根据淬火保温时间公式t=α·κ·H确定保温时间,其中t:保温时间(min),α:钢在气体介质中加热时的保温系数(min/mm),见表1-1;
表1-1钢在气体介质中加热的保温系数α
κ:零件装炉方式调整系数,见表1-2;
表1-2零件装炉方式调整系数κ
H:零件有效厚度(mm),见表1-3。
表1-3零件有效厚度H
在淬火操作中,小件不需要控制加热速度,但对于大件(吨位>1吨),为避免在加热过程中由于热应力过大造成变形和开裂,往往采用控制升温,即阶梯升温的工艺方法:在升温中途进行一次650℃或400~450℃和650℃两次保温,也可以采用较低的加热速度,低温阶段为30℃/h和600℃以上高温阶段为100 ℃/h,而不进行中间保温。
步骤S3,回火工序:工件回火应在淬火后及时进行,回火温度应根据工件的设计力学性能要求(如硬度、强度、塑性、韧性等)等因素确定。零件回火温度以硬度和机械性能来确定。
其中,回火加热时间,按同种加热介质中淬火加热时间的1.2~1.5倍计算。回火加热完毕后,采用空冷或水冷的方式进行回火冷却。
以φ100mm×200mm轴为例,分别进行油淬火冷却或水淬火冷却工艺试验。
本实施例中同样采用台车式箱式(空气)电阻炉,设备等级为Ⅲ级,控温精度为±1℃。并采用与前述相同方式进行装炉。
热处理淬火加热温度为:850℃,随炉升温方式至淬火保温时间为:150分、热处理淬火冷却介质为15号油或水。
回火温度为500~560℃,时间为210分;
回火加热完毕后,采用水为冷却介质。
上述工艺完成后进行硬度测试:把经过热处理后的零件打磨表面在HL-D型硬度机上进行硬度测试,如表1-4所示。
表1-4硬度测试表
拉伸测试:经热处理后的零件按DNV标准规定位置取样(线切割),加工成标准试样,室温下在WEW-600型微机屏显液压万能试验机上进行拉伸试验。
冲击测试:把经热处理后的零件按DNV标准规定位置取样(线切割),加工成标准冲击试样,冲击试块三个,均为V型缺口放在,放在冲击试验低温槽,温度设定在-40℃,保持10分及以上,迅速拿出立即在JB30A型294/147冲击试验机上进行冲击试验,测定冲击韧性值。
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种18CrNiMo7-6材料,其特征在于,该钢的组分及质量百分比为,C0.15~0.21%,Si≤0.40% ,Mn 0.50~0.90%,Cr 1.50~1.80%,Mo 0.25~0.35%,P≤0.025%,S≤0.035%,Ni1.40~1.70%,其余为Fe及不可避免的杂质元素。
2.一种根据权利要求1所述的18CrNiMo7-6材料的热处理方法,其特征在于,包括装炉工序、淬火工序和回火工序,具体步骤如下,
步骤S1、装炉工序:将需处理的零件摆放在淬火工装上,再将淬火工装放入箱式电阻炉的有效加热区内;
步骤S2、淬火工序:启动箱式电阻炉进行淬火,淬火温度为840℃~860℃,并根据保温时间公式t=α·κ·H确定保温时间,其中,t:保温时间,单位为min,α:钢在气体介质中加热时的保温系数,单位为min/mm,κ:零件装炉方式调整系数,H:零件有效厚度,单位为mm;淬火保温完毕后,对所述零件进行淬火冷却;
步骤S3、回火工序:回火时间为淬火加热时间的1.2~1.5倍,回火冷却方式采用空冷或水冷。
3.根据权利要求2所述的18CrNiMo7-6材料的热处理方法,其特征在于,步骤S1中,摆放在淬火工装上的零件之间的间隔为10-15mm,再将淬火工装放入炉内均匀温区内的装料架或炉底板上。
4.根据权利要求2所述的18CrNiMo7-6材料的热处理方法,其特征在于,所述步骤S2中,对大件零件的淬火工序采用阶梯升温的方式,在升温中途进行一次650℃或分别在400~450℃、650℃进行两次保温工序,或利用较低的加热速度,低温阶段为30℃/h和600℃以上高温阶段为100℃/h,而不进行中间保温。
5.根据权利要求2所述的18CrNiMo7-6材料的热处理方法,其特征在于,所述步骤S2中,当零件厚度H≤50mm时,零件在780~900℃气体介质中加热时的保温系数为1.5~1.8;当零件厚度H>50mm时,零件在780~900℃气体介质中加热时的保温系数为1.5~2.0。
6.根据权利要求2所述的18CrNiMo7-6材料的热处理方法,其特征在于,所述步骤S2中,淬火冷却的介质为15号机油或水,当介质为15号机油,则使用温度小于60℃,当介质为水,则使用温度小于40℃。
7.根据权利要求2所述的18CrNiMo7-6材料的热处理方法,其特征在于,所述步骤S3中,回火温度为500℃~560℃。
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---|---|
CN (1) | CN109609867A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112609124A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-04-06 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种1Cr17Ni2不锈钢螺杆及其热处理工艺 |
CN114317928A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 张家港广大特材股份有限公司 | 一种18CrNiMo7-6风电齿轮钢材料热处理方法 |
CN114438288A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-05-06 | 中车福伊特传动技术(北京)有限公司 | 材料缺陷齿轮淬火方法 |
CN114703445A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-07-05 | 江阴市科安传动机械有限公司 | 一种航空发动机传动齿圈防变形热处理工艺 |
CN115232931A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-25 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种弧形零件真空淬火热处理防变形控制方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102776471A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-11-14 | 镇江中船设备有限公司 | 低碳合金钢零件渗碳淬火工艺 |
WO2012152477A1 (de) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Chrom-molybden-legierung |
CN105369015A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-03-02 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种42CrMo轴类零件淬火热处理工艺 |
CN105401091A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-03-16 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种42CrMo轴类零件及其热处理工艺 |
-
2018
- 2018-11-05 CN CN201811306357.7A patent/CN109609867A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012152477A1 (de) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | Robert Bosch Gmbh | Chrom-molybden-legierung |
CN102776471A (zh) * | 2012-07-10 | 2012-11-14 | 镇江中船设备有限公司 | 低碳合金钢零件渗碳淬火工艺 |
CN105369015A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-03-02 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种42CrMo轴类零件淬火热处理工艺 |
CN105401091A (zh) * | 2015-09-28 | 2016-03-16 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种42CrMo轴类零件及其热处理工艺 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
王子瑜: "18CrNiMo7-6钢渗碳工艺的研究", 《船舶职业教育》 * |
黄海霞等: "18CrNiMo7-6中小模数齿轮的心部硬度影响因素研究", 《第十一次全国热处理大会论文集》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112609124A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-04-06 | 南京中船绿洲机器有限公司 | 一种1Cr17Ni2不锈钢螺杆及其热处理工艺 |
CN114317928A (zh) * | 2021-12-18 | 2022-04-12 | 张家港广大特材股份有限公司 | 一种18CrNiMo7-6风电齿轮钢材料热处理方法 |
CN114317928B (zh) * | 2021-12-18 | 2023-11-28 | 张家港广大特材股份有限公司 | 一种18CrNiMo7-6风电齿轮钢材料热处理方法 |
CN114438288A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-05-06 | 中车福伊特传动技术(北京)有限公司 | 材料缺陷齿轮淬火方法 |
CN114438288B (zh) * | 2022-01-13 | 2024-04-26 | 中车福伊特传动技术(北京)有限公司 | 材料缺陷齿轮淬火方法 |
CN114703445A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-07-05 | 江阴市科安传动机械有限公司 | 一种航空发动机传动齿圈防变形热处理工艺 |
CN114703445B (zh) * | 2022-03-02 | 2023-12-26 | 江阴市科安传动机械有限公司 | 一种航空发动机传动齿圈防变形热处理工艺 |
CN115232931A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-25 | 江西洪都航空工业集团有限责任公司 | 一种弧形零件真空淬火热处理防变形控制方法 |
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