[發明專利]一種高強度鋼的回火熱處理工藝

有效

• 申請號: 201410111973.2
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103898283A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 楊愛寧;曹鵬;唐鐘雪;胡進林;張宏凱;馬進
• 申請（專利權）人: 寧夏共享集團有限責任公司;寧夏共享鑄鋼有限公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D6/00;C22C38/44;C22C38/60
• 代理公司: 寧夏專利服務中心 64100
• 代理人: 古玲玉

技術領域

本發明涉及一種回火熱處理工藝，尤其是涉及一種高強度鋼的回火熱處理工藝。

背景技術

一般的高強度鑄鋼材料，強度高、韌性差，尤其是在溫度低的工作條件下，材料脆性斷裂傾向會增大，此時維持強度和韌性的平衡具有較大難度。目前，熱處理過程中材料的低溫沖擊韌性的重復性及再現性很差。前期生產的過程中經常存在強度和沖擊性能不能同時滿足的情況，當強度能滿足要求的時候，低溫沖擊達不到性能要求的指標，或者是低溫沖擊能滿足要求的時候，強度低于性能指標的要求，且材料-20℃沖擊和-40℃沖擊結果不穩定，大大延長了試驗的周期、增加了生產制造的成本，同時制約了企業的發展。

目前為止還沒有克服上述方法。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種方法獨特、通過控制調節回火保溫溫度，確定回火熱處理工藝對高強度鋼低溫沖擊性能的影響，得到材料強度和韌性均符合標準的最佳回火工藝參數，保證材料在低溫環境下使用的綜合性能符合要求的一種高強度鋼的回火熱處理工藝。

本發明通過如下方式實現：

一種高強度鋼的回火熱處理工藝，其特征在于：該工藝包括如下步驟：

a、將材料加熱至850℃～920℃奧氏體化，保溫3～5小時后，以爐冷至室溫退火，達到組織均勻化的目的；

b、將材料加熱至850℃～920℃奧氏體化，保溫3～5小時后水淬到200℃～260℃；

c、將淬火后的材料分別在590℃、610℃、630℃、650℃、670℃下保溫2～5小時后進行高溫回火；

所述材料的化學成分為C%：0.25-0.32、Si%：0.60-0.90、Mn%：0.90-1.10、P%≤0.04、S%≤0.045、Cr%：0.40-0.80、Mo%：0.15-0.35、Ni%：0.4-0.8；

所述材料的相變點溫度，AC3為841℃，AC1為726℃；

所述材料滿足綜合性能的最佳回火參數為650℃保溫2～3小時。

本發明有如下效果：

1）方法獨特：本發明提供的方法按照行業規范和標準進行熱處理工藝制度的確定，鑄件的化學成分為C%：0.25-0.32、Si%：0.60-0.90、Mn%：0.90-1.10、P%≤0.04、S%≤0.045、Cr%：0.40-0.80、Mo%：0.15-0.35、Ni%：0.4-0.8，確定合理的熱處理工藝參數：首先確定該材料的相變點溫度，AC₃為841℃，AC₁為726℃，然后確定熱處理工藝制度為“退火+淬火水冷+高溫回火空冷”。退火的主要目的是達到材料的組織均勻化，然后采用淬火水冷使材料的組織細化，同時提高材料的綜合力學性能，最后通過高溫回火使基體再結晶和碳化物質點粗化、球化，由于碳化物的球化減少位錯滑移的距離，使滑移的距離變短，從而塑性、韌性呈上升趨勢。

2）通過上述熱處理工藝得到表1及圖1所示的性能結果，根據結果可以確定，該材料隨回火溫度的提高，強度呈遞減趨勢，低溫沖擊性能先升高后降低，回火溫度為650℃時強度和低溫沖擊性能均能滿足性能要求，但是當回火溫度為670℃時，低溫沖擊性能下降且強度不能滿足性能要求。因此，該材料能滿足綜合性能的最佳回火參數為650℃保溫2～3小時。

表1不同回火溫度下材料的性能結果

3）得到材料強度和韌性均符合標準的最佳回火工藝參數，保證材料在低溫環境下使用的綜合性能符合：保證了優良的室溫綜合力學性能和較高的低溫沖擊韌性，滿足了材料在低溫環境下使用的綜合性能：抗拉強度≥725MPa、屈服強度≥585MPa、延伸率≥17%、斷面收縮率≥35%、-20℃AKv≥42J、-40℃AKv≥27J；確保材料在不同回火溫度條件下的低溫沖擊性能的同時，得到了最優的回火性能參數，使該材料能夠同時滿足高強度和高的低溫沖擊性能要求，對熱處理工藝制度的確定及提高產品檔次具有非常重要的意義。

附圖說明

圖1不同回火溫度下材料的性能結果

具體實施方式

一種高強度鋼的回火熱處理工藝，該工藝包括如下步驟：a、將材料加熱至850℃～920℃奧氏體化，保溫3～5小時后，以爐冷至室溫退火，達到組織均勻化的目的；b、將材料加熱至850℃～920℃奧氏體化，保溫3～5小時后水淬到200℃～260℃；c、將淬火后的材料分別在590℃、610℃、630℃、650℃、670℃下保溫2～5小時后進行高溫回火。本方法通過“退火+淬火水冷+高溫回火空冷”實現材料的高強度及低溫沖擊性能要求。所述材料的化學成分為C%：0.25-0.32、Si%：0.60-0.90、Mn%：0.90-1.10、P%≤0.04、S%≤0.045、Cr%：0.40-0.80、Mo%：0.15-0.35、Ni%：0.4-0.8。所述材料的相變點溫度，AC3為841℃，AC1為726℃。所述材料滿足綜合性能的最佳回火參數為650℃保溫2～3小時。