[發明專利]一種促進含W合金鋼中納米碳化物析出的熱處理方法

在審

• 申請號: 201810606569.0
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108754079A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 吳開明;吳光輝
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/04;C21D1/773;C22C38/12
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明涉及一種促進含W合金鋼中納米碳化物析出的熱處理方法。其技術方案是：先將鋼坯在1100～1200℃條件下均熱24～48h，隨爐冷至室溫。再于850～1000℃條件下奧氏體化20～40min，在冰鹽水中淬火。然后在真空度為10^?3～10^?2Pa和磁場強度為10～14T條件下以3～7℃/min的速度加熱至650～750℃，等溫0.5～3.0h，冷卻至室溫。所述鋼坯的化學成分是：C為0.06～0.14wt％，W為1.50～3.00wt％，P<0.01wt％，S<0.005wt％，其余為Fe及不可避免的雜質。所述冰鹽水的溫度為?3～?1℃。本發明工藝簡單、成本低和生產周期短，用該方法處理后的含W合金鋼的強度明顯提高。

技術領域

本發明屬于含W合金鋼中碳化物析出的技術領域。尤其涉及一種促進含W合金鋼中納米碳化物析出的熱處理方法。

背景技術

超高強度鋼是在合金結構鋼的基礎上，通過合金化、熱處理和冷熱加工工藝制得的超高強度、高塑性和良好韌性的鋼鐵材料，能夠顯著提高強度，同時保持良好的塑韌性，其抗拉強度≥1500MPa(或者屈服強度≥1380MPa)。隨著鋼鐵材料研究水平的大幅提高，超高強度鋼已經成為應用很廣的一類重要鋼鐵材料，例如用于飛機起落架和平尾軸、裝甲車的防彈鋼板、大型機械的轉向架、火箭的發動機外殼等一些特殊領域。而且其應用范圍逐漸擴大到遠海深海平臺、軍事裝備、礦山機械、車輛工程和建筑工程等領域。新一代高強度結構鋼既需要超高強度的同時又要滿足超強韌性，所以對鋼種的開發提出了巨大的挑戰。

二次硬化超高強度鋼，其工藝特點是經過淬火‐回火、淬火‐碳分配或者淬火‐碳分配‐回火等工藝，通過析出彌散分布的合金碳化物產生析出強化作用，使強度和硬度明顯提高，同時韌性也得到提高。但其中的貴重金屬Ni、Co等合金元素的含量非常高，使生產成本非常昂貴。

析出強化型超高強度鋼種具有超高強度，同時還兼備了優良的塑性和韌性，被廣泛應用于裝甲用鋼、防彈鋼板、軸承用鋼等諸多領域。科技人員作了大量的研發工作，如：“一種900MPa級熱軋納米析出強化型高強高韌鋼及其制造方法”(CN108004475A)專利技術，該專利技術通過添加Nb、Ti、Mo、V等貴重合金元素獲得了顯微組織為貝氏體+納米級碳化物的組織，制得900MPa級熱軋納米析出強化型高強高韌鋼，但其合金成分復雜、成本高昂和熱處理工藝復雜。另如“析出強化型馬氏體鋼及其制造方法”(CN104271787A)專利技術，該專利技術中通過添加高含量的Ni(7.5～11.0％)、Cr(10.5～13.5％)、Mo(1.75～2.5％)等合金元素，這類鋼也是通過第二相粒子的析出實現良好性能，使強度升高，但合金元素添加過多，所以成本高昂，同時其熱處理時間長達多個小時，生產效率低。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，目的是提供一種工藝簡單、成本低和生產周期短的促進含W合金鋼中納米碳化物析出的熱處理方法，該方法能提高含W合金鋼的強度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：先將鋼坯在1100～1200℃條件下均熱24～48h，隨爐冷至室溫；再于850～1000℃條件下奧氏體化20～40min，在冰鹽水中淬火；然后在真空度為10^-3～10^-2Pa和磁場強度為10～14T條件下以3～7℃/min的速度加熱至650～750℃，等溫0.5～3.0h，冷卻至室溫。

所述鋼坯的化學成分是：C為0.06～0.14wt％，W為1.50～3.00wt％，P&lt;0.01wt％，S&lt;0.005wt％，其余為Fe及不可避免的雜質。

所述冰鹽水的溫度為-3～-1℃。

由于采用上述技術方案，本發明與現有技術相比具有如下積極效果：