CN113481356B - 用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明具体公开了一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,本发明的方法包括以下步骤:S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内;S2,将42CrMo合金钢锻件升温至600℃;S3,将42CrMo合金钢锻件升温到正火保温温度T,在温度T时使42CrMo合金钢锻件保温透热;S4,将42CrMo合金钢锻件降温不高于500℃;S3中的保温温度T=AC3+30,AC3=903‑233.7WC+438.5WP+30.49WSi‑34.43WMn‑23WNi‑200(WC‑0.54+0.06WNi),本发明的制备方法减少了42CrMo合金钢锻件的加工步骤且减少能源的浪费。

Description

用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法
技术领域
本发明涉及42CrMo合金钢锻件加工技术领域,具体涉及一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法。
背景技术
在实际生产过程中,由于锻压变形量较小、或变形不均匀等原因,使锻件中的晶粒得不到细化而保持粗大晶粒约4级左右。粗大晶粒会降低锻件塑性使其变脆、冲击值较低,使用中会在毫无征兆情况下出现断裂;因此,需要将锻件中粗大晶粒通过热处理(正火)改善,使得42CrMo合金钢锻件晶粒度要求≥5级,才能满足要求进行使用。
通常,为了改善42CrMo合金钢锻件晶粒度,需要对42CrMo合金钢锻件进行热加工,热加工工艺过程为钢锭(加热)→锻压→热处理(正火)。由于42CrMo合金钢锻件材料晶粒比较粗大,需要对42CrMo合金钢锻件多次热处理(正火)且锻压细化晶粒制成锻件,具体的方法是将42CrMo合金钢锻件加热到880℃并透热再出炉空气冷却≤500℃。通常情况下,第一次热处理(正火)在原有基础上细化晶粒提高≤0.4级,第二次热处理(正火)在第一次基础上细化晶粒提高≤0.3级,第三次热处理(正火)在第二次基础上细化晶粒提高≤0.2级,第四次热处理(正火)在第三次基础上细化晶粒提高≤0.1级,第五、六次等热处理(正火)细化晶粒作用很微弱。
针对上述中的相关技术,发明人认为对42CrMo合金钢锻件进行多次热处理(正火)使得42CrMo合金钢锻件的加工步骤繁杂且能源浪费严重。
发明内容
本发明为了减少42CrMo合金钢锻件的加工步骤且减少能源的浪费,提供一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,包括以下步骤:S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内;
S2,将42CrMo合金钢锻件随炉升温至600℃;
S3,将42CrMo合金钢锻件升温到热处理保温温度T,在温度T时使42CrMo合金钢锻件保温透热,所述热处理为正火;
S4,将42CrMo合金钢锻件降温到锻件不高于500℃;
其中,S3中的保温温度T=AC3+30,温度T的单位是℃,所述AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-200(WC-0.54+0.06WNi),所述AC3为相变温度且单位是℃,所述WC为42CrMo合金钢锻件中碳的含量,所述WP为42CrMo合金钢锻件中磷的含量,所述WSi为42CrMo合金钢锻件中硅的含量,所述WMn为42CrMo合金钢锻件中锰的含量,所述WNi为42CrMo合金钢锻件中镍的含量。
通过采用上述技术方案,先将42CrMo合金钢锻件放入加热炉中,然后对42CrMo合金钢锻件进行加热,使得42CrMo合金钢锻件进行保温透热,最后将42CrMo合金钢锻件进行降温冷却;在进行保温熟透时,采用AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-200(WC-0.54+0.06WNi)公式,使得本发明只需要对42CrMo合金钢锻件进行一次正火,使得42CrMo合金钢锻件晶粒度要求≥5级,相对于相关技术来说,本发明减少42CrMo合金钢锻件的加工步骤且减少能源的浪费。
进一步的,所述S1中,多个所述42CrMo合金钢锻件在加热炉中的相互间隔距离不低于42CrMo合金钢锻件的有效厚度的1/4。
通过采用上述技术方案,调整多个42CrMo合金钢锻件之间的相互距离,确保空气传热通道畅通,使得42CrMo合金钢锻件的加热更加均匀,加热效果更佳。
进一步的,所述S3中,升温的速度不小于150℃/小时。
通过采用上述技术方案,控制升温速度从而提高42CrMo合金钢锻件的晶粒度效果。
进一步的,在S3中,保温透热的时间=42CrMo合金钢锻件的有效厚度×1.5,保温透热的时间的单位是min。
进一步的,所述S4中,降温方式采用风冷,风冷速度不低于300℃/h。
通过采用上述技术方案,相对于传统的堆砌通过空气自然冷却来说,本发明的冷却速度更快,本发明的冷却效果更加,从而提高本发明的晶粒度。
本发明的有益效果:
本发明用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法采用以下步骤:S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内;S2,将42CrMo合金钢锻件升温至600℃;S3,将42CrMo合金钢锻件升温到热处理(正火)保温温度T,在温度T时使42CrMo合金钢锻件保温透热;S4,将42CrMo合金钢锻件降温不高于500℃,其中S3中的保温温度T=AC3+30,AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-20(WC-0.54+0.06WNi),该方法相对于相关技术来说,本发明只需要对42CrMo合金钢锻件进行一次正火,使得42CrMo合金钢锻件晶粒度要求≥5级,本发明减少42CrMo合金钢锻件的加工步骤且减少能源的浪费。
附图说明:
图1为对比例的42CrMo合金钢锻件经过一次热处理后的晶相图;
图2为实施例1的42CrMo合金钢锻件经过一次热处理后的晶相图。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将
Figure BDA0003146181300000041
此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
42CrMo合金钢锻件(GB/T3077-1999的化学成分范围如表1。
表1 42CrMo合金钢锻件成分表
实施例1
42CrMo合金钢锻件在进行加工时,需要对42CrMo合金钢锻件进行分析化学成分,具体的实测值如表2。
Figure BDA0003146181300000042
Figure BDA0003146181300000051
表2实施例1中42CrMo合金钢锻件实测成分表
根据表2进行计算相变温度AC3,温度的单位为℃,
AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-200(WC-0.54+0.06WNi),AC3=825℃。
计算保温温度T,温度的单位为℃,T=AC3+30=855℃。
计算保温透热的时间=42CrMo合金钢锻件的有效厚度×1.5,保温透热的时间的单位是min,当42CrMo合金钢锻件为圆柱体时,有效厚度为42CrMo合金钢锻件的直径;当42CrMo合金钢锻件为长方体时,有效厚度为42CrMo合金钢锻件的直径,本实施例中的42CrMo合金钢锻件为圆柱体且直径为500mm,计算保温透热的时间=500×1.5=750Min。
一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,包括以下步骤:
S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内,多个42CrMo合金钢锻件在加热炉中的相互间隔距离为125mm;
S2,将42CrMo合金钢锻件随炉升温到600℃;
S3,将42CrMo合金钢锻件继续升温到热处理(正火)保温温度T,此时的升温速度为150℃/小时,T的温度为855℃,在温度T时将42CrMo合金钢锻件保温750min,使得42CrMo合金钢锻件保温透热;
S4,将42CrMo合金钢锻件降温至500℃,降温方式采用自然风进行风冷,使得42CrMo合金钢锻件降温速度为300℃/h。
实施例2
42CrMo合金钢锻件在进行加工时,需要对42CrMo合金钢锻件进行分析化学成分,具体的实测值如表3。
表3实施例2中42CrMo合金钢锻件实测成分表
Figure BDA0003146181300000061
根据表3进行计算相变温度AC3,温度的单位为℃,
AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-200(WC-0.54+0.06WNi),AC3=828℃。
计算保温温度T,温度的单位为℃,T=AC3+30=858℃。
计算保温透热的时间=42CrMo合金钢锻件的有效厚度×1.5,保温透热的时间的单位是min,当42CrMo合金钢锻件为圆柱体时,有效厚度为42CrMo合金钢锻件的直径;当42CrMo合金钢锻件为长方体时,有效厚度为42CrMo合金钢锻件的直径,本实施例中的42CrMo合金钢锻件为圆柱体且直径为500mm,计算保温透热的时间=500×1.5=750Min。
一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,包括以下步骤:
S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内,多个42CrMo合金钢锻件在加热炉中的相互间隔距离为130mm;
S2,将42CrMo合金钢锻件随炉升温到600℃;
S3,将42CrMo合金钢锻件继续升温到热处理(正火)保温温度T,此时的升温速度为160℃/小时,T的温度为855℃,在温度T时将42CrMo合金钢锻件保温750min,使得42CrMo合金钢锻件保温透热;
S4,将42CrMo合金钢锻件降温至500℃,降温方式采用自然风进行风冷,使得42CrMo合金钢锻件降温速度为320℃/h。
实施例3
42CrMo合金钢锻件在进行加工时,需要对42CrMo合金钢锻件进行分析化学成分,具体的实测值如表4。
表4实施例3中42CrMo合金钢锻件实测成分表
Figure BDA0003146181300000071
根据表4进行计算相变温度AC3,温度的单位为℃,
AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-200(WC-0.54+0.06WNi),AC3=831℃。
计算保温温度T,温度的单位为℃,T=AC3+30=861℃。
计算保温透热的时间=42CrMo合金钢锻件的有效厚度×1.5,保温透热的时间的单位是min,当42CrMo合金钢锻件为圆柱体时,有效厚度为42CrMo合金钢锻件的直径;当42CrMo合金钢锻件为长方体时,有效厚度为42CrMo合金钢锻件的直径,本实施例中的42CrMo合金钢锻件为圆柱体且直径为500mm,计算保温透热的时间=500×1.5=750Min。
一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,包括以下步骤:
S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内,多个42CrMo合金钢锻件在加热炉中的相互间隔距离为170mm;
S2,将42CrMo合金钢锻件随炉升温到600℃;
S3,将42CrMo合金钢锻件继续升温到热处理(正火)保温温度T,此时的升温速度为150℃/小时,T的温度为861℃,在温度T时将42CrMo合金钢锻件保温750min,使得42CrMo合金钢锻件保温透热;
S4,将42CrMo合金钢锻件降温不高于500℃,降温方式采用自然风进行风冷,使得42CrMo合金钢锻件降温速度为320℃/h。
对比例
将42CrMo合金钢锻件放入加热炉中进行加热到880℃,进行一次热处理(正火),然后将42CrMo合金钢锻件透热再出炉,空气冷却温度直到500℃。
性能检测试验
检测方法:通过比较法方法进行检验,实施例1-3中,42CrMo合金钢锻件在未加工之前晶粒度均为4级,42CrMo合金钢锻件在加工之后晶粒度均为5级,满足使用要求。而对比例中的42CrMo合金钢锻件在加工之后晶粒度为4.4级
图1为对比例的42CrMo合金钢锻件经过一次热处理后的晶相图,图2为实施例1的42CrMo合金钢锻件经过一次热处理后的晶相图。通过图1和图2可以看出,实施例1与对比例均是42CrMo合金钢锻件经过一次热处理,实施例1中的42CrMo合金钢锻件的晶粒更细,说明本发明只需要对42CrMo合金钢锻件进行一次热处理(正火),就能使得42CrMo合金钢锻件晶粒效果大于相关技术中的晶粒效果,本发明减少了42CrMo合金钢锻件的加工步骤且减少能源的浪费。

Claims (5)

1.一种用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,将多个42CrMo合金钢锻件放入加热炉内的用于盛放工件的区间内;
S2,将42CrMo合金钢锻件随炉升温至600℃;
S3,将42CrMo合金钢锻件升温到热处理保温温度T,在温度T时使42CrMo合金钢锻件保温透热,所述热处理为正火;
S4,将42CrMo合金钢锻件降温到锻件不高于500℃;
其中,S3中的保温温度T=AC3+30,温度T的单位是℃,所述AC3=903-233.7WC+438.5WP+30.49WSi-34.43WMn-23WNi-200(WC-0.54+0.06WNi),所述AC3为相变温度且单位是℃,所述WC为42CrMo合金钢锻件中碳的含量,所述WP为42CrMo合金钢锻件中磷的含量,所述WSi为42CrMo合金钢锻件中硅的含量,所述WMn为42CrMo合金钢锻件中锰的含量,所述WNi为42CrMo合金钢锻件中镍的含量。
2.根据权利要求1所述的用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,其特征在于:所述S1中,多个所述42CrMo合金钢锻件在加热炉中的相互间隔距离不低于42CrMo合金钢锻件的有效厚度的1/4。
3.根据权利要求1所述的用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,其特征在于:所述S3中,升温的速度不小于150℃/小时。
4.根据权利要求1所述的用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,其特征在于:在S3中,保温透热的时间=42CrMo合金钢锻件的有效厚度×1.5,保温透热的时间的单位是min。
5.根据权利要求1所述的用于改善42CrMo合金钢锻件粗大晶粒的方法,其特征在于:所述S4中,降温方式采用风冷,使得42CrMo合金钢锻件降温速度不低于300℃/h。
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