[其他]高碳低合金鋼高溫形變球化退火工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000001950
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85101950B
• 公開（公告）日: 1988-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凌發(fā)榮
• 申請（專利權(quán)）人: 云南軸承廠
• 代理公司: 云南省專利事務(wù)所
• 代理人: 羅東

一種高碳低合金鋼高溫形變球化退火工藝方法，主要用于ＧＧｒ１５鋼。包括將坯材用中頻感應(yīng)爐加熱至＞８４０～１０００℃，在碳化物尚未溶解、奧氏體尚未均勻化時進行兩相區(qū)形變，一次加熱完成下料、鍛造、等溫處理三道工序，其目的是使產(chǎn)品達到奧氏體和碳化物雙細化的結(jié)果，并達到節(jié)能、節(jié)材、擴大加工范圍的效果。

本發(fā)明是屬于機械零件制造中高碳低合金鋼高溫形變球化退火工藝方法，主要用于GCr15鋼。

眾所周知，鋼的形變熱處理方法是使壓力加工與熱處理密切結(jié)合，同時利用形變強化及相變強化的綜合工藝，從而有效地發(fā)揮金屬強韌性，提高產(chǎn)品零件質(zhì)量，并達到節(jié)約能源、節(jié)約材料、消除環(huán)境污染、縮短生產(chǎn)周期等效果。但是目前這種工藝方法在國內(nèi)外生產(chǎn)實踐中還存在不少困難，許多問題尚停留在實驗室摸索階段。已知的工藝方法也有諸種不完善之處。例如：日本淺田千牧等提出的采用加熱溫度為780℃，接著在720℃時把鍛造和退火合二為一來完成，因溫度范圍狹窄，零件變形抗力較大，生產(chǎn)中難于推廣。（見淺田千秋《熱處理》1973年vo.13.№ 1 24～27）。

云南軸承廠研究的工藝方法，把加熱溫度提高到800～840℃，實現(xiàn)了煅造、退火兩道工序合并，降低了零件變形抗力，但該工藝只適用于中、小型軸承套的煅造和退火，應(yīng)用范圍局限性較大。（見《金屬熱處理》1984.NO.8.p2～8）

蘇聯(lián)М·И·Синелънико在1979年研究的工藝方法，把軸承鋼加熱到1100℃時連續(xù)冷卻到750℃進行形變，然后再升溫到780℃進行完全球化退火，這種工藝雖然利用了鍛造余熱，但仍需兩次加熱，且需要復(fù)雜的冷卻設(shè)備和連續(xù)式退火爐，工藝較為復(fù)雜，未見軸承生產(chǎn)中大量應(yīng)用。（見М·И·Синелънико《СТАлЬ》1974.№4 303～305）。

為提高奧氏體形核率，有的研究者提出采用激光束和電子束快速加熱，這種方法設(shè)備復(fù)雜，投資大，生產(chǎn)中應(yīng)用有困難。（見Drlich J第15屆國際熱處理論文集和Crange、R·A《Met·TRans》V·2＜1971＞65）。

本發(fā)明的目的是采用普通設(shè)備快速高溫加熱，在高碳低合金鋼中奧氏體尚不均勻，碳化物還未溶解時立即進行形變，把形變強化和相變強化有機結(jié)合起來，使奧氏體和碳化物雙細化，并使碳化物園正度改善從而提高產(chǎn)品使用壽命和可靠性，并達到擴大零件加工范圍、節(jié)能、節(jié)材、縮短生產(chǎn)周期、消除環(huán)境污染、改善勞動條件的效果。

本發(fā)明的工藝流程可參看附圖A。該工藝采用中頻感應(yīng)加熱爐快速加熱到＞840～1000℃時立即進行下料、鍛造、等溫處理三道工藝僅需一次加熱即完成。

工藝路線見附圖B。采用中頻感應(yīng)加熱爐快速加熱到A_c1-A_cm以上的某一個溫度范圍（利用相變滯后于溫升的原理，被迅速加熱到高溫的鋼材已經(jīng)變軟，有利于形變成型），這時加熱溫度超過兩相區(qū)溫度，熱軋鋼中的奧氏體、片狀珠光體、殘余碳化物網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴痪鶆虻膴W氏體、碳化物仍未溶完，形變時奧氏體內(nèi)部要發(fā)生“多邊化”現(xiàn)象，即奧氏體內(nèi)部的位錯結(jié)構(gòu)因受應(yīng)力應(yīng)變作用發(fā)生攀移、堆砌，使形變前分散在晶粒內(nèi)部雜亂排列的位錯基本消失，出現(xiàn)大量呈規(guī)則排列的位錯“墻”網(wǎng)組織，也就是說奧氏體形變后晶粒內(nèi)將形成亞晶界結(jié)構(gòu)。

奧氏體內(nèi)因形變生成的大量亞晶界對高碳低合金鋼碳化物的球化具有十分重要的意義，因為碳化物的球化有一個成核、生成過程，可是由于碳化物的相與奧氏體基本相的不親合性，所以未形變高碳低合金鋼在兩相區(qū)冷卻時碳化物只能在奧氏體晶界（晶格缺陷部位）上形核析出，要在晶格結(jié)構(gòu)完整的奧氏體晶粒內(nèi)部產(chǎn)生碳化物核心是不可能的。經(jīng)過本工藝形成的高碳低合金鋼奧氏體晶粒內(nèi)部形成大量亞晶界，這些亞結(jié)構(gòu)就是碳化物質(zhì)點的新形核位置，所以本工藝形變?yōu)楦咛嫉秃辖痄撎蓟锴蚧珊松L過程創(chuàng)造了有利條件。

對形變的高碳低合金鋼另件來說，要得到符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)要求的球狀珠光體組織，還有待以下二個組織變化，一是形變時析出的大量碳化物質(zhì)點需要通過聚集長大方式生成粒狀碳化物，二是亞穩(wěn)形變奧氏體完成A-P轉(zhuǎn)變形成粒狀珠光體組織。這兩個變化需在680～720℃等溫2～3小時處理過程中完成。