[發明專利]一種提高35CrMoA鋼材低溫沖擊功的熱處理方法

無效

• 申請號: 201110443167.1
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103184319A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 張紅;王俊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C21D1/19
• 分類號: C21D1/19;C21D6/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王朋飛;張慶敏

技術領域

本發明涉及熱處理技術領域，具體涉及一種提高35CrMoA鋼材低溫沖擊功的熱處理方法。

背景技術

35CrMoA是一種中碳合金調質結構鋼，具有較高的淬透性(臨界直徑達Φ106mm)和良好的強韌性，在具有良好強韌性的同時，該鋼種的價格又比Cr-Ni鋼等低廉，故在石油裝備制造中被廣泛應用于制造抽油桿和鉆桿、鉆井泵曲軸、打撈工具、吊環、吊卡等石油礦場機械零件以及用來制造轉子、支柱等重載荷零部件。因此，這類鋼要求具備強硬性與塑韌性的最佳配合。為了充分發揮其綜合力學性能，35CrMoA鋼均在調質狀態下使用。

石油鉆采裝備的服役條件往往十分惡劣，其中許多是在嚴寒環境中工作(例如西伯利亞)，對于材料的低溫沖擊性能有較高的要求。一般的對于在西伯利亞使用的石油勘查設備零件，要求-20℃條件下35CrMoA的低溫沖擊功不小于40J。然而，實際35CrMoA鋼采用常規熱處理工藝后的低溫沖擊韌性只能達到28～30J，難以滿足使用要求。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明提供一種能夠提高35CrMoA鋼材低溫沖擊功的熱處理方法。

本發明的提高35CrMoA鋼材低溫沖擊功的熱處理方法，將35CrMoA鋼材加熱，控制溫度于850～870℃保溫1.5～2小時，經淬火、回火、亞溫淬火、再回火。

另外，所述亞溫淬火為加熱至780～800℃后，淬火。

另外，加熱至780～800℃后，保溫1.5～2小時。

另外，所述淬火及亞溫淬火均采用油冷冷卻。

另外，所述回火為加熱至610～630℃保溫2～2.5小時后冷卻。

另外，所述冷卻為空氣冷卻。

另外，所述回火采用到溫裝爐。

在鋼鐵材料的內部組織結構中，鐵素體軟而韌，馬氏體硬而脆。因此，只要通過控制熱處理工藝過程中的參數，使兩種金相組織合理分配，就能夠同時得到較高的強度和韌性。本發明采用了調質工藝和亞溫淬火。淬火是將鋼加熱到Ac1或Ac3以上一定溫度(一般為30-50℃)，保溫一段時間后以大于臨界冷卻速度的速度冷卻得到馬氏體(或貝氏體)的熱處理工藝；亞溫淬火加熱溫度是在奧氏體與鐵素體之間的雙相區域內，比普通的熱處理淬火溫度低40～80℃，淬火后獲得的組織為馬氏體與鐵素體的混合組織。35CrMoA鋼材經調質處理后再亞溫淬火的顯微組織為鐵素體+馬氏體+彌散分布的細小殘余奧氏體，再經回火，最終得到的金相組織為回火馬氏體+鐵素體+彌散分布的細小殘余奧氏體。

35CrMoA鋼材經過本發明的方法處理后，材料的低溫下的沖擊功遠大于40J，因此該材料制作出的零件可滿足產品及設備在較為惡劣的天氣環境下長期正常工作。

具體實施方式

以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。

實施例1

將35CrMoA鋼材加熱至860℃，保溫2h，進行充分奧氏體化后淬火，淬火采用的冷卻介質為油冷；

淬火后將35CrMoA鋼材加熱至620℃保溫2小時(回火)，空氣冷卻，回火方式采用到溫裝爐；

將35CrMoA鋼材加熱至780℃，保溫2h后淬火(亞溫淬火)；亞溫淬火采用的冷卻介質為油冷；

亞溫淬火后將35CrMoA鋼材馬上加熱至620℃保溫2h后空氣冷卻(回火)，回火采用到溫裝爐；對處理后的35CrMoA鋼材進行性能測試，所用測試方法均采用相應國家標準，測試結果如表1所示。

實施例2

將35CrMoA鋼材加熱至850℃，保溫2h，進行充分奧氏體化后淬火，淬火采用的冷卻介質為油冷；

淬火后將35CrMoA鋼材加熱至610℃保溫2.5小時(回火)，空氣冷卻，回火方式采用到溫裝爐；

將35CrMoA鋼材加熱至790℃，保溫1.5h后淬火(亞溫淬火)；亞溫淬火采用的冷卻介質為油冷；

亞溫淬火后將35CrMoA鋼材馬上加熱至630℃保溫2h后空氣冷卻(回火)，回火采用到溫裝爐；對處理后的35CrMoA鋼材進行性能測試，所用測試方法均采用相應國家標準，測試結果如表1所示。

實施例3

將35CrMoA鋼材加熱至870℃，保溫2h，進行充分奧氏體化后淬火，淬火采用的冷卻介質為油冷；

淬火后將35CrMoA鋼材加熱至630℃保溫2小時(回火)，空氣冷卻，回火方式采用到溫裝爐；

將35CrMoA鋼材加熱至800℃，保溫2h后淬火(亞溫淬火)；亞溫淬火采用的冷卻介質為油冷；