CN111057824B - 提高中碳CrNi3Mo材料锻件晶粒度的热处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高中碳CrNi3Mo材料锻件晶粒度的热处理工艺,化学成分符合要求的中碳CrNi3Mo锻件第一次正火,加热到930~950℃,保温1~2小时,空冷至600~610℃后保温30~31小时;第二次正火,加热到830~840℃,保温1~2小时,空冷至600~610℃后保温30~32小时;亚温淬火,加热到770~780℃,保温2~4小时,出炉淬火;回火,加热到560~580℃,保温2~4小时,出炉水冷至室温。本发明先采用两次正火热处理,隔断贝氏体组织遗传,调整组织;亚温淬火均匀化组织,进一步细化晶粒;回火得相应机械性能的中碳CrNi3Mo材料锻件,其晶粒度可达到11~12级。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢锻件制造的工艺方法,具体涉及一种能提高中碳CrNi3Mo 材料锻件晶粒度的热处理工艺。
背景技术
中碳CrNi3Mo材料锻件是一种合金结构钢,调质处理后具有良好的综合机械性能,广泛应用于各个行业。
中碳CrNi3Mo材料锻件经传统的热处理工艺:淬火+高温回火,晶粒度一般能达到8级左右。当需要更高要求晶粒度时,仅靠传统的淬火+高温回火的热处理工艺,显然不能满足其要求。为此需提供一种使中碳CrNi3Mo材料锻件具有更高晶粒度的热处理工艺
CN103320591B公开了一种30CrNiMoV锻件热处理方法,依次包括以下步骤:第一次正火、第一次过冷、第二次正火、第二次过冷、完全退火和调质处理;其中,所述第一次正火为:将锻件加温至970~990℃后,保持该温度13~18h;所述第二次正火为:锻件加温至940~960℃后,保持该温度13~18h;所述完全退火为:将锻件加温至850℃ ×15h炉冷640~660℃并保持该温度28~32h,之后空冷直至锻件温度不高于150℃;所述调质处理依次包括:将锻件加温至860~880℃并保持该温度8~12h后淬火,将锻件加温至580~600℃并保持该温度18~22h后回火;所述第一次过冷和第二次过冷均为:将锻件风冷至200℃后,空冷至室温。其通过提高锻后一次正火温度使锻后不均匀的晶粒组织重新排序,其后再进行一次稍低温度的正火,使晶粒进一步细化,两次低温过冷使正火产生的残余奥氏体能够充分分解,阻断遗传倾向,再加上最后一次完全退火,将组织遗传完全阻断,从而达到了消除混晶的理想效果
发明内容
本发明的目的是针对上述现状,旨在提供一种能隔断贝氏体组织遗传,调整组织得到珠光体+铁素体;均匀化组织,细化晶粒;能具备相应机械性能的能提高中碳CrNi3Mo材料锻件晶粒度的热处理工艺。
本发明目的实现方式为,能提高中碳CrNi3Mo材料锻件晶粒度的热处理工艺,所述中碳CrNi3Mo材料锻件化学成分,熔炼分析如下:C:0.37~0.38%,Cr:1.32~ 1.44%,Ni:3.2~3.48%,Mo:0.33~0.35%,V:0.13~0.16%;
中碳CrNi3Mo材料锻件热处理工艺采用正火+正火+亚温淬火+回火的热处理方式,工艺具体步骤如下:
1)第一次正火:首先加热到930~950℃,保温1~2小时,然后出炉空冷;空冷至600~610℃后,保温30~31小时;
2)第二次正火:重新加热到830~840℃,保温1~2小时,然后出炉空冷;空冷至600~610℃后,保温30~32小时,再空冷至室温;
3)亚温淬火:加热到770~780℃,保温2~4小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间3~6分钟;
4)回火:加热到560~580℃,保温2~4小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
本发明先采用两次正火热处理,隔断贝氏体组织遗传,调整组织得到珠光体+ 铁素体;然后采用亚温淬火,均匀化组织,进一步细化晶粒;最后通过回火得到相应的机械性能。
采用本发明可以使中碳CrNi3Mo材料锻件的晶粒度达到11~12级。
具体实施方式
本发明采用采用正火+正火+亚温淬火+回火的热处理方式。中碳CrNi3Mo材料的完全再结晶温度约920-950℃,第一次正火930~950℃,在静态完全再结晶温度上,通过正火冷却至600℃进炉保温,可以隔断组织遗传;第二次降低正火温度至840-850℃,可以细化晶粒,是基于第一次正火晶粒控制不好,所以进行第二次正火。两次正火热处理,隔断贝氏体组织遗传,调整组织得到珠光体+铁素体。
本发明在正常的完全淬火与回火之间增加一次加热温度在770~780℃之间的亚温淬火,均匀化组织,进一步细化了晶粒,得到适量的均匀分布的细小铁素体组织,组织中存在的少量未熔铁素体,使奥氏体中碳和合金元素含量增加,淬火后存在少量稳定的残余奥氏体,亦可阻止裂纹的萌生与扩展。
亚温淬火温度低,经形变淬火而细化了的未溶铁素体可阻止晶粒长大,沿淬火前原粗大奥氏体晶界可形成极细的奥氏体晶粒,晶粒细化,晶界增多,故单位界面上有害杂质元素含量降低,有利于增加强韧性,降低缺口敏感性。
最后的回火稳定组织,消除内应力。回火温度是由材料锻件所需要的机械性能确定。
经本发明热处理的中碳CrNi3Mo材料锻件晶粒度可以达到11~12级。
下面用具体实施例详述本发明:
实施例1、中碳CrNi3Mo材料锻件化学成分熔炼分析如下:C:0.38%,Cr: 1.44%,Ni:3.48%,Mo:0.33%,V:0.13%。
1)第一次正火:首先加热到940℃,保温1小时,然后出炉空冷;空冷至610℃后,保温31小时。
2)第二次正火:重新加热到830℃,保温1小时,然后出炉空冷;空冷至610℃后,保温30小时;再空冷至室温。
3)亚温淬火:加热到780℃,保温2小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间3分钟。
4)回火:加热到570℃,保温2小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
经热处理后,中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为12级。
实施例2、中碳CrNi3Mo材料锻件化学成分熔炼分析如下:C:0.37%,Cr: 1.32%,Ni:3.33%,Mo:0.33%,V:0.15%。
1)第一次正火:首先加热到950℃,保温1.5小时,然后出炉空冷;空冷至 600℃后,保温30小时。
2)第二次正火:重新加热到840℃,保温1.5小时,然后出炉空冷;空冷至 600℃后,保温32小时;再空冷至室温。
3)亚温淬火:加热到770℃,保温3小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间5分钟。
4)回火:加热到580℃,保温3小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
经此热处理后,中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为11级。
实施例3、中碳CrNi3Mo材料锻件化学成分熔炼分析如下:C:0.37%,Cr: 1.36%,Ni:3.2%,Mo:0.35%,V:0.16%。
1)第一次正火:首先加热到930℃,保温2小时,然后出炉空冷;空冷至600℃后,保温31小时。
2)第二次正火:重新加热到840℃,保温2小时,然后出炉空冷;空冷至600℃后,保温30小时;再空冷至室温。
3)亚温淬火:加热到780℃,保温4小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间6分钟。
4)回火:加热到560℃,保温4小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
经此热处理后,中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为11.5级。
为证实本发明采用正火+正火+亚温淬火+回火的热处理方式的必要性,本申请人对实施例1作了不同工艺的对比实验,具体实验如下:
对比例1、对实施例1需热处理的中碳CrNi3Mo材料锻件采用常规淬火+高温回火热处理工艺,具体如下:
1)淬火:首先加热到880℃,保温1小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间3分钟。
2)高温回火:加热到570℃,保温2小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
经此热处理后,中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为8级。
对比例2,对实施例1需热处理的中碳CrNi3Mo材料锻件采用正火+淬火+高温回火的热处理工艺:
1)正火:首先加热到890℃,保温1小时,然后出炉采用鼓风机进行快速冷却。
2)淬火:重新加热到880℃,保温1小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间3分钟。
3)高温回火:加热到570℃,保温2小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
相比对比例1,对比例2增加了一道正火工序,晶粒度得到了一定的改善,中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为9级。
对比例1、2中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为8级,9级,相对于实施例 1的中碳CrNi3Mo材料锻件实际晶粒度为12级,差别是很大的。
本发明先采用两次正火热处理,隔断贝氏体组织遗传,调整组织得到珠光体+ 铁素体;然后采用亚温淬火,均匀化组织,进一步细化晶粒;最后通过回火得到相应的机械性能。
Claims (1)
1. 提高中碳CrNi3Mo材料锻件晶粒度的热处理工艺,其特征在于:中碳CrNi3Mo材料锻件化学成分,熔炼分析如下:C:0.37~0.38%,Cr:1.32~1.44%,Ni:3.2~3.48%,Mo:0.33~0.35%,V:0.13~0.16%; 余量为铁及不可避免的杂质;
中碳CrNi3Mo材料锻件热处理工艺采用正火+正火+亚温淬火+回火的热处理方式,工艺具体步骤如下:
1)第一次正火:首先加热到930~950℃,保温1~2小时,然后出炉空冷;空冷至600~610℃后,保温30~31小时;
2)第二次正火:重新加热到830~840℃,保温1~2小时,然后出炉空冷;空冷至600~610℃后,保温30~32小时,再空冷至室温;
3)亚温淬火:加热到770~780℃,保温2~4小时,然后出炉淬火,淬火介质为水,冷却时间3~6分钟;
4)回火:加热到560~580℃,保温2~4小时,然后出炉水冷,冷却至室温。
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不同前处理组织的亚温淬火对PCrNiMoA钢组织和性能的影响;杨嘉桦等;《华东工学院学报》;19851231(第3期);第145-154页 * |
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