[發明專利]C級鋼熱處理方法

有效

• 申請號: 201010587455.X
• 申請日: 2010-12-15
• 公開（公告）號: CN102002561A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 魏國潮
• 申請（專利權）人: 南車資陽機車有限公司
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

技術領域

本發明涉及一種C級鋼（ZG25MnCrNiMo）的熱處理方法。

背景技術

現有方法生產的C級鋼鑄件試棒機械性能一次達標率僅有50-60%時，已經嚴重影響車間的生產進度及訂單及時兌現，提高C級鋼鑄件試棒性能一次達標率成為亟待解決的問題。

C級鋼鑄件除了成分要控制在工藝范圍之內外，要達到所要求的性能指標，熱處理是至關重要的一道工序。對同一批次熱處理(即910℃正火后風冷，640℃回火)的不同爐次試棒進行微觀組織分析，凡強度指標偏低的試棒，其金相中聚集分布的晶粒狀鐵素體偏多，而低溫沖擊低則是由于組織中出現粗大針狀鐵素體。同時可以確定，組織中聚集分布的晶粒狀鐵素體偏多是由于正火時冷卻速度不夠造成的，粗大針狀鐵素體為正火過熱組織。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明提供了一種C級鋼熱處理方法，根據熱處理時不同的室溫溫度，選擇不同的正火結束后的冷卻方式，使得C級鋼的試棒機械性能指標一次達標率在90%以上。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種C級鋼熱處理方法，包括以下步驟：第一步，正火：正火溫度為910℃，誤差范圍不超過±10℃，正火時間為6.5小時；第二步，冷卻：當室溫≥15℃時，同時采用風冷和霧冷，冷卻至≤300℃；當室溫＜15℃時，僅采用風冷，冷卻至≤300℃；第三步，回火：回火溫度為660℃，誤差范圍不超過±10℃，回火時間為6小時。

在所述第一步正火步驟前，先對鑄件采用預處理工藝，以均勻鑄件各部位溫度：預處理溫度為680℃，誤差范圍不超過±10℃，預處理時間為2h。

所述風冷采用的設備為DX-35風機，風機設置的位置和風力大小滿足：站在開啟的風機前5~8m能明顯感到風即可，且風機正對鑄件冷卻；所述霧冷采用的設備為普通的噴霧噴頭，噴霧噴頭安置在風機罩上，風機罩上均勻安裝兩個噴霧噴頭，且兩個噴霧噴頭離地面距離等高，噴霧效果滿足能見度≤3米；噴霧噴頭的壓力為日用自來水的壓力。

與現有技術相比，本發明的積極效果是：可使C級鋼的試棒機械性能指標一次達標率在90%以上，使該工序的生產效率和生產進度大大提高和加快，也為及時兌現生產訂單打下良好的技術基礎，同時也節省了返工帶來的能源及人力消耗。

具體實施方式

一種C級鋼熱處理方法，包括如下步驟：

第一步，正火：正火溫度為910℃，誤差范圍不超過±10℃，正火時間為6.5小時，以保證完成鑄件的組織轉變而又能使鑄件中不存在殘余鑄態或組織過燒的溫度；

正火前可選擇680±10℃×2h的預處理工藝，以均勻鑄件各部位的溫度。680±10℃為鑄件鑄態組織向正火組織（奧氏體）轉變前的臨界溫度，目的是使鑄件表面和心部溫度趨于相同，保溫2小時（根據鑄件壁厚適當調節）后，鑄件表面與心部溫度盡可能相同后同步進行組織轉變。

第二步，冷卻：當室溫≥15℃時，同時采用風冷+霧冷（霧借助于風盡快使鑄件快速冷卻），冷卻至≤300℃，冷卻不以時間計（風冷使鑄件表面變黑，但實際操作為冷卻1h左右，1h以后可空冷或風冷），以上溫度均不使用儀器進行測量，而是進行目測，時間根據出爐時間進行確定；室溫＜15℃時，僅采用風冷，冷卻至≤300℃，冷卻不以時間計（風冷使鑄件表面變黑，但實際操作為冷卻1h左右，1h以后可空冷或風冷），以上溫度均不使用儀器進行測量，而是進行目測；風冷設備采用DX-35風機，對風機的要求是站在開啟的風機前5~8m能明顯感到風即可，風機正對鑄件冷卻；產生水霧的設備是使用普通噴霧噴頭，該噴霧噴頭安置在風機罩上，一臺風機罩（圓形罩）上均勻安裝兩個噴霧噴頭，兩個噴霧噴頭離地面距離等高。噴霧效果以經驗進行判斷，即透過噴出的霧不能清楚看到對面的物體輪廓為最低標準，即能見度≤3米，且形成的霧愈濃，冷卻效果愈好。噴霧噴頭的壓力使用日用自來水的壓力，不必另外加強壓力。大功率的風機和噴霧效果良好的噴霧噴頭對熱處理的效果更明顯。之所以這樣做均是為正火后組織的轉變提供條件，即奧氏體向更細密的珠光體+鐵素體轉變，冷卻條件越好，轉變的組織越致密，反應在宏觀上指標即機械性能中強度指標越高，又能保證塑性指標；否則，難以保證鑄件的強度指標。

第三步，回火：回火溫度為660℃，誤差范圍不超過±10℃，該溫度低于鑄件奧氏體轉變溫度，回火時間為6小時，以確保消除鑄造及高溫應力。

2009年~2010年6月，共計生產了79爐C級鋼，采用以上熱處理工藝參數進行熱處理操作，有7爐機械性能未能一次達標。機械性能一次達標率達到91.14%。