[發明專利]35CrNi3MoV鋼大型鍛件的短流程熱處理方法

有效

• 申請號: 201310274805.0
• 申請日: 2013-07-01
• 公開（公告）號: CN103343200A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 胡華軍;卞良法;卞曉春;顧春衛;許曉靜;陸文俊;王宏宇;宋振華;陶俊;王子路
• 申請（專利權）人: 江陰市恒業鍛造有限公司
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D1/26;C21D1/18;C21D1/28
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 瞿網蘭

技術領域

本發明涉及一種金屬熱處理方法，尤其是一種35CrNi3MoV鋼的熱處理方法，具體地說是一種對35CrNi3MoV鋼大型鍛件的鍛后短流程熱處理方法。

背景技術

35CrNi3MoV鋼是一種中碳中合金鋼，具有高的淬透性和良好的綜合力學性能，常用于制造高強韌性的大型鍛件，廣泛用于制造火電、核電等電站裝備和大型冶金、礦山和運輸裝備中的承力和傳動結構部件。

35CrNi3MoV鋼大型鍛件的終鍛溫度高，鍛后常采用空冷，鍛后空冷組織多為粗晶貝氏體＋薄片狀殘余奧氏體，組織遺傳性極強（即粗晶的馬氏體、貝氏體等非平衡原始組織在一定的加熱條件下重新奧氏體化，繼承和恢復了原始粗大晶粒的現象）。提高鋼在臨界區中的加熱速度是抑止組織遺傳、細化晶粒最有效的方法。但在實際生產中，大型鍛件的加熱速度，特別是心部的加熱速度極慢，通過提高加熱速度來抑止組織遺傳是不現實的。目前，廣泛使用的方法是多次（2~3）高溫正火，不僅生產周期長（2~3周），費用高，而且由于正火后的組織仍為貝氏體＋薄片狀殘余奧氏體，抑制組織遺傳的效果差，甚至沒有效果。

可見，目前尚未有一種適合35CrNi3MoV鋼大型鍛件的熱處理方法可供使用，一定程度上限制了35CrNi3MoV鋼大型鍛件的品質的提升。

發明內容

本發明的目的是針對目前35CrNi3MoV鋼大型鍛件鍛后熱處理存在的工藝復雜，成本高，工藝不合理影響成品晶相組織的問題，發明一種由鍛后緩冷、等溫退火、淬火（或正火）和回火工藝組成的35CrNi3MoV鋼大型鍛件的短流程熱處理方法，該方法通過鍛后緩冷、鍛后等溫退火工藝來抑制大型鍛件薄片狀殘余奧氏體的生成從而切斷和消除組織遺傳，通過淬火來均勻細化晶粒，通過高溫回火得到良好的綜合力學性能。

本發明的技術方案是：

一種35CrNi3MoV鋼大型鍛件的短流程熱處理方法，其特征是它包括依次進行的鍛后緩冷、等溫退火、淬火和回火過程；所述的鍛后緩冷采用坑冷或爐冷方式進行冷卻至室溫；所述的等溫退火是指將經鍛后緩冷的鍛件加熱至奧氏體化后，隨爐以不高于30±5℃/h的速率冷卻至珠光體轉變區鼻尖溫度（640℃）進行48h～66h等溫退火，實現珠光體的等溫分解，然后冷卻至室溫；所述的淬火是指將等溫退火后的鍛件加熱至860±10℃保溫，隨后取出鍛件進油淬淬火；所述的回火是指將經油淬淬火后的鍛件快速從室溫加熱至610±10℃保溫12～20小時，隨后取出鍛件空冷至室溫，從而使得鍛件的原奧氏體平均晶粒尺寸在10～20μm之間。

所述的等溫退火時先以不小于100℃/h的速率將鍛件從室溫加熱至650±10℃保溫8～10h，隨爐以不高于30±5℃/h的速率冷卻至珠光體轉變區鼻尖溫度進行48h～66h等溫退火，實現珠光體的等溫分解。

所述的淬火時先以100±10℃/h速率將鍛件加熱至650±10℃保溫3～5h，然后以25±5℃/h的速率加熱至860±10℃保溫14～16h，最后取出試樣油淬淬火。

所述的淬火以正火替代，正火時先以400±10℃/h速率將試樣加熱至650±10℃保溫4h，然后以300±10℃/h的速率加熱至860±10℃保溫15h，取出試樣空冷正火。

回火時的加熱速度為100～400℃/h。

本發明的有益效果：

（1）本發明工藝流程短，總時間約為120h，而傳統的多次正火＋回火＋淬火＋回火工藝其時間是該工藝的2～3倍，可大幅提高生產效率和節約能源。

（2）本發明能夠獲得ASTM?No.8以上的原始奧氏體平均晶粒度，而傳統的多次正火＋回火＋淬火＋回火工藝，僅能獲得ASTM?No.4的原始奧氏體平均晶粒度；可見，本發明細化晶粒效果顯著。

（3）本發明在一定程度上能夠對經傳統多次正火＋回火＋淬火＋回火工藝處理的不能滿足組織要求的大型鍛件進行返修，細化晶粒，提高力學性能。

（4）本發明通過大量的試驗獲得了理想的短流程熱處理方法，尤其是通過采用按次序進行的鍛后緩冷、等溫退火、淬火和回火工藝，按本發明的工藝能容易地得到符合要求的35CrNi3MoV鋼大型鍛件。

（5）本發明能夠獲得ASTM?No.8以上的原始奧氏體平均晶粒度，打破了國外對大型鍛件短流程熱處理工藝的技術封鎖，可滿足我國火電、核電等電站裝備和大型冶金、礦山和運輸裝備中的大型承力和傳動結構部件的制造需求。

（6）本發明可用正火代替淬火（詳見實施例二、三）。

附圖說明