[發明專利]高速鋼退火方法

有效

• 申請號: 201110446207.8
• 申請日: 2011-12-28
• 公開（公告）號: CN102424899A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張占普;孫宗林
• 申請（專利權）人: 河冶科技股份有限公司
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26
• 代理公司: 石家莊科誠專利事務所 13113
• 代理人: 張紅衛

技術領域

本發明涉及一種對高速鋼進行處理的方法，尤其涉及一種高速鋼退火方法。

背景技術

高速鋼是高碳高合金鋼，化學成分復雜，組織結構也復雜。高速鋼鑄態組織由兩大部分構成：一是鋼的基體組織，由孤立的不連續的奧氏體晶粒組成，這種晶粒亦可稱為初生晶粒；二是存在于各晶粒之間的共晶萊氏體網以及先共晶碳化物。而鋼的化學成分和凝固時的冷卻速度等因素都會對這些組織產生很大的影響，因此高速鋼的鑄態組織是很不均勻的。

高速鋼鑄態組織的不均勻性，尤其萊氏體網是任何熱處理方法所不能消除的，只有通過熱加工，達到一定的變形量之后才能得到改善。

高速鋼組織中共晶碳化物形態各異，對加工性能、最終使用性能有很大影響，鋼材中一次碳化物的類型、數量、分布均勻性，顆粒形狀、尺寸大小以及二次碳化物的類型數量等直接影響鋼質量和使用性能。

高速鋼基體組織復雜，在各種熱、冷加工和熱處理過程中，碳化物變化同時基體也在變化，且與碳化物之間產生系列相互作用對鋼各項性能產生重要影響。

高速鋼鋼材的生產，必須經過冶煉、澆注、電渣重熔、鍛造開坯、鍛軋成材、及冷變形加工、機加工等過程，而每一序之間需要貯存、檢驗、修磨、組批等待等。因此，高速鋼過程品和成品的退火是不可避免的，而且目的不同所需的組織狀態不同，退火工藝也不相同。特別是過程品（鋼錠、中間鍛軋坯）退火目的主要是為了消除應力后貯存、降硬度檢驗修磨、組批等待后序均質化或改善熱塑性的熱處理等，之后還需要再進行熱加工，而不是作為成品熱處理的組織準備。

當前，主要的退火工藝有兩種，一是高溫相變退火，是將鋼錠、鋼坯加熱到Ac1點以上保溫使組織轉變成奧氏體，然后控制緩慢冷卻經過760~700℃珠光體轉變區足夠時間后，爐冷至600℃以下出爐。這種工藝可滿足要求，硬度低，但因退火溫度高，存在冷錠斷裂風險需緩慢加熱；嚴重氧化損失大，有時控制不當產生災難性氧化，裝管保護影響裝爐量和退火效率，退火周期長，能耗高、生產效率低。二是去應力回火，是將冷錠在650~780℃保溫足夠時間然后爐冷到500℃以下，出爐空冷。此工藝優點是節能、不氧化，但組織為回火組織，應力可消除，但硬度較高，狀態穩定，可貯存，但修磨加工困難，如果錠或坯是熱態，入爐前組織為過冷奧氏體，隨后加熱保溫未到珠光體有效轉變區或時間短，出爐后仍為過冷奧氏體組織，當溫度降低到Ms以下時，發生大量馬氏體轉變造成鋼錠開裂，或應力過大，后序加熱時鋼錠斷裂，存在很大風險。還有一種工藝是余熱退火（其性質與相變退火相同），鍛造或軋制后紅態直接進入退火爐，使其在700~760℃區間保溫，發生珠光體轉變，達到降低硬度的目的。這種工藝節能，退火周期短，但與生產要緊密銜接，退火質量受生產節奏的限制。生產中往往冷態、熱態或半冷半熱的過程產品同時存在，由于規格差異、鋼號不同、下序加工不同要求，需要重新組批，生產計劃安排上存在退火爐少、裝爐量小利用率低的矛盾，造成不能及時退火或采用不適宜的工藝，從而造成巨大浪費，甚至會造成嚴重的質量事故的風險。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明提供了一種可實現對不同形態的高速鋼錠坯材進行同時處理的高速鋼退火方法，其無氧化皮損失，無斷錠風險，提高了生產效率。

為實現上述目的，本發明的高速鋼退火方法由以下步驟組成：

步驟一，將高速鋼錠坯材裝爐后，緩慢升溫至700℃，保溫2~3小時；

步驟二，繼續升溫，確保鋼錠坯材的最低溫度達到760℃；

步驟三，控制緩慢降溫，使爐內高速鋼鋼錠坯材的奧氏體組織或貝氏體組織或馬氏體組織對應轉變為珠光體或回火索氏體或屈氏體；

步驟四，斷電爐冷至500℃以下，出爐空冷。

作為對上述方式的限定，上述的高速鋼錠坯材為熱態或冷態或熱態與冷態過渡態中的一種或幾種。

作為對上述方式的進一步限定，在步驟二中，繼續升溫至780℃，保溫3小時以上。

作為對上述方式的進一步限定，步驟三中，所述的爐內高速鋼鋼錠坯材的奧氏體組織或貝氏體組織或馬氏體組織對應轉變為珠光體或回火索氏體或屈氏體的降溫區間為760~720℃。

作為對上述方式的更進一步限定，步驟三，使爐內高速鋼鋼錠坯材在不少于10h緩慢通過760~720℃的降溫區間。

采用上述技術方案的理由及效果如下：