[發明專利]中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理方法

無效

• 申請號: 201310308569.X
• 申請日: 2013-07-22
• 公開（公告）號: CN103343191A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 朱景川;邸可欣;來忠紅;劉勇;曹勇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C21D1/20
• 分類號: C21D1/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及中碳錳釩系低合金鋼的熱處理方法。

背景技術

中碳錳釩低合金鋼是在調質鋼的基礎上發展起來的一系列非調質商品化鋼，它的價格比較低廉，性能穩定，常被應用于油氣輸送、造船、汽車工業、工程機械等領域。中碳錳釩系低合金鋼中合金元素含量不超過5%，含碳量在0.25%～0.5%之間，合金元素中Mn的含量相對較高，可以起到穩定組織，改善塑性的作用。此外，V、Ti等微量合金元素的添加，可以促進晶粒的細化，使組織形態得到顯著的改善，同時，少量合金元素的加入能夠提高中碳錳釩系低合金鋼的淬透性以及熱處理過程中馬氏體的回火穩定性。目前，中碳錳釩系低合金鋼的常用熱處理方法有兩種，即調質(淬火+高溫回火)處理和控扎控冷方法。

中碳錳釩系低合金鋼經過調質處理后，可以獲得很好的塑性，抗拉強度850MPa，屈服強度790MPa，延伸率16.3%，斷面收縮率58%，強塑積為13855MPa·%。隨著方法的不斷改進，控扎控冷方法成為了中碳錳釩系低合金鋼常采用的熱處理方法，采用這種熱處理方法處理后，抗拉強度可以達到900MPa，屈服強度800MPa，延伸率17.9%，斷面收縮率60%，強塑積為16110MPa·%。跟調質方法相比，控扎控冷方法使鋼的綜合力學性能有所提高，但隨著人們對商品化用鋼性能要求的不斷提高，對于要求高載荷、高的綜合力學性能的承力構件來說，這種強度遠不能滿足要求。因此有必要探索提高中碳錳釩系低合金鋼綜合力學性能的熱處理新方法。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有方法處理得到的中碳錳釩系低合金鋼強度低、塑性差、且不能同時具備良好強韌性的問題，而提供中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理方法。

本發明中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理方法，具體是按以下步驟完成：

一、將中碳錳釩系低合金鋼進行奧氏體化處理，得到中碳錳釩系低合金鋼奧氏體；

二、將步驟一中獲得的中碳錳釩系低合金鋼奧氏體在高于中碳錳釩系低合金鋼馬氏體轉變結束溫度10℃～70℃的條件下進行等溫淬火油淬火100s，得到中碳錳釩系低合金鋼的馬氏體和未轉變的奧氏體；

三、將步驟二中獲得的中碳錳釩系低合金鋼的馬氏體和未轉變的奧氏體在高于中碳錳釩系低合金鋼馬氏體轉變開始溫度30℃～130℃的條件下進行等溫鹽浴保溫30s～1800s，然后用水淬火至室溫，即完成中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理。

本發明包含以下有益效果：

本發明的中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理方法先將中碳錳釩系低合金鋼進行奧氏體化處理，之后在高于中碳錳釩系低合金鋼馬氏體轉變結束溫度10℃～70℃進行等溫淬火油淬火，得到部分馬氏體和未轉變的奧氏體，然后在高于中碳錳釩系低合金鋼馬氏體轉變溫度30℃～130℃進行等溫硝鹽浴保溫，使碳從富碳馬氏體向未轉變的奧氏體中擴散，并使奧氏體穩定化，最后淬火至室溫，得到中碳錳釩系低合金鋼，其是由馬氏體和殘余奧氏體組成的復相組織，殘余奧氏體含量在2%～10%之間。相對于調質的熱處理方法，本發明的中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理方法能使鋼的綜合力學性能有很大提高；一、經本發明的熱處理方法得到的中碳錳釩系低合金鋼的綜合力學性能比傳統熱處理方法顯著提高，得到的中碳錳釩系低合金鋼在抗拉強度（1510MPa～1700MPa）、屈服強度（1410MPa～1480MPa）和強塑積（18120MPa·%～30600MPa·%）均有明顯的提高，與現有調質熱處理方法相比，本發明的熱處理方法得到的中碳錳釩系低合金鋼的抗拉強度提高了77%～100%，屈服強度提高了78%～87%，強塑積提高了31%～120%，解決了傳統方法所制造的中碳錳釩系低合金鋼的強度低、塑性差、且不能同時具備良好強韌性的問題，二、本發明可適用于不同含碳量中碳錳釩系低合金鋼的熱處理，獲得優異的綜合力學性能以滿足不同的需求。

附圖說明

圖1為試驗一處理后38Mn2VNb鋼的金相組織圖片；

圖2為試驗一處理后的38Mn2VNb鋼的透射電子顯微圖片。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式所述的中碳錳釩系低合金鋼強韌化二步等溫熱處理方法是按以下步驟進行：

一、將中碳錳釩系低合金鋼進行奧氏體化處理，得到中碳錳釩系低合金鋼奧氏體；

二、將步驟一中獲得的中碳錳釩系低合金鋼奧氏體在高于中碳錳釩系低合金鋼馬氏體轉變結束溫度10℃～70℃的條件下進行等溫淬火油淬火100s，得到中碳錳釩系低合金鋼的馬氏體和未轉變的奧氏體；