[發明專利]中碳高淬透性合金調質鋼的淬火方法

有效

• 申請號: 201410345680.0
• 申請日: 2014-07-21
• 公開（公告）號: CN104109738B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 張虹;馬秀英;付躍利;劉占斌;趙春江
• 申請（專利權）人: 巨力索具股份有限公司
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/60
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 陸菊華

技術領域

本發明屬于熱處理淬火領域，具體涉及一種中碳高淬透性合金調質鋼的淬火方法。

背景技術

鋼材按照淬透性分為低、中、高三類，對高淬透性調質鋼來說油淬臨界直徑大于60mm。目前傳統高淬透性合金調質鋼制件的熱處理淬火工藝一般是：鋼在臨界點Ac3溫度+30～50℃入爐，在該溫度下經過均溫保溫后放入油中迅速冷卻淬火，Ac3為加熱時鐵素體全部轉變成奧氏體的終了溫度。傳統的淬火奧氏體化保溫時間較長，能耗大，淬火油在高溫中揮發，容易導致環境污染。隨著水溶液聚合物類淬火介質的普及與應用以及對淬火冷卻過程機理研究的深入，引進計算機模擬方法對淬火冷卻過程中的瞬態溫度場、組織轉變、應力應變的三維計算機仿真模擬，使淬火冷卻技術在近十幾年來有了長足的發展，從單一淬火介質的不可控冷卻過程發展了淬火冷卻控制技術，發展了一些新的淬火冷卻技術，控時浸淬冷卻技術就是其中之一，但對于中碳高淬透性合金調質鋼制件，鋼的裂紋敏感性和白點敏感性均較大，因其碳當量較高，難于用深冷急冷的強烈淬火方法。

發明內容

本發明的目的是對現有中碳高淬透性合金調質鋼制件的熱處理淬火工藝進行改進，提供一種改進的中碳高淬透性合金調質鋼的淬火方法。

本發明實現上述目的所采用的技術方案如下：

中碳高淬透性合金調質鋼的淬火方法，包括如下步驟：

（1）中碳高淬透性合金調質鋼工件裝入爐溫為600℃以下的加熱爐，在600±50℃保溫1-2小時；

（2）經步驟（1）處理后，爐溫升至臨界點Ac3＋(30～80)℃的溫度后，保溫T分鐘，其中，T=KD，K為0.6～1.2min/mm，D為工件的有效厚度；

（3）經步驟（2）處理后，工件浸入淬火介質，冷卻至50-250℃后取出。

進一步，步驟（3）所述淬火介質為5-15wt%的NaCl水溶液或2-25?wt?%PAG淬火液。

有益效果

1、本發明的淬火方法能增快鋼件相變重結晶速度，從而顯著縮短中碳高淬透性合金調質鋼奧氏體化時的保溫時間，節約能耗。

2、用NaCl水溶液或PAG淬火液（為聚烷撐乙二醇類淬火介質）取代淬火油，免除了油在高溫中揮發所致的環境污染，改善了作業環境，同時通過控制工件出淬火介質時的溫度，還能增加淬火件的有效硬化層深度，得到更多的細板條馬氏體。

3、采用本發明的淬火方法可以顯著提高工件的屈服強度和沖擊吸收能量，有效提高鋼件的強韌性，尤其是低溫沖擊韌性。

4、采用本發明的淬火方法可以在大截面工件上得到比較細小而均勻的奧氏體晶粒，減少了脫碳，避免淬火變形、開裂，提高淬火硬度均勻性。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明做進一步詳細說明。

本發明處理的中碳高淬透性合金調質鋼如40CrNiMoA、34CrNi1Mo、34CrNiMo6、34CrNi3Mo、30Cr2Ni2Mo等合金調質鋼。

實施例1

以長為11米，φ155?mm的40CrNiMoA合金調質鋼（臨界點Ac3溫度為790℃）最終硬度要求32～37HRC為例。

將40CrNiMoA合金調質鋼工件裝入爐溫為450℃的加熱爐中，隨爐升到600±50℃，在該溫度下保溫1小時后，全功率將爐溫升到840℃，按照T=K×D，其中，K=0.8min/mm，D為工件的有效厚度（mm，采用等效圓計算有效厚度,此處D=155mm），確定工件在840℃下的停留時間T（min），使工件透燒即可。以NaCl水溶液為淬火介質，將透燒后的工件從爐內取出，迅速浸入NaCl水溶液中，用攪拌器以1440r/min以上的轉速劇烈攪拌淬火介質，NaCl水溶液濃度控制在5-15wt%即可，工件最終出淬火液的溫度控制在50-250℃（應保證使工件最厚部位≤250℃，最薄部位≥50℃，在生產現場應用秒表并配合遠紅外測溫儀控制），淬火烈度H為2-5。

傳統淬火為：將相同工件直接裝入爐溫840℃的加熱爐中，保溫溫度840℃，保溫時間T=αkD，加熱系數α取1.5?min/mm，工件裝爐修正系數k取1.1，D=155mm，保溫后迅速浸入常規的淬火油，出油溫度控制在150℃以下。

。

實施例2

以長為3米，φ220mm的34CrNi3Mo合金調質鋼鍛件（臨界點Ac3溫度為790℃），最終硬度要求330～370HB為例。