[發明專利]一種提高馬氏體時效鋼綜合性能的熱處理方法

在審

• 申請號: 201811254654.1
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109055690A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 鄭淑麗;張志正;張鵬博;袁鈺坤;李亞紅;楊立合
• 申請（專利權）人: 西安長峰機電研究所
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C21D8/00;C21D9/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種提高馬氏體時效鋼綜合性能的熱處理方法，將旋壓毛坯進行固溶處理，固溶處理的溫度為860～920℃，加熱時間為60～120min，加熱結束后空冷，然后進行旋壓；將旋壓后的薄壁筒形件進行固溶處理，固溶處理的溫度為810～840℃，加熱時間為40～90min；將固溶后的薄壁筒形件進行時效處理。本發明通過增加一次旋壓后的固溶處理，使得條帶狀織構組織回復為等軸晶粒，能夠從根本上消除馬氏體時效鋼旋壓后的嚴重織構組織，提高其綜合力學性能。

技術領域

本發明涉及金屬熱處理領域。

背景技術

馬氏體時效鋼具有超高強度、高塑韌性和無可比擬的高屈強比等優點；熱處理工藝簡單，無脫碳，熱處理變形小；抗裂紋擴展能力強；焊接性能優異，幾乎沒有冷加工硬化現象，加工成本低，已廣泛用于國防尖端技術領域，如火箭發動機殼體、高級精密儀器、模具、彈性體等重要零部件。

馬氏體時效鋼熱處理工藝簡單，一般為固溶加時效處理。某馬氏體時效鋼零件屬于薄壁筒形件，其熱處理方法是毛坯固溶加旋壓后時效處理，存在的問題是抗拉強度極高，達到2000MPa，而表征塑性的斷后伸長率卻極低，處于2％～3％的水平，綜合力學性能極差，不能滿足使用要求。產生這一問題的原因是馬氏體時效鋼旋壓前的毛坯固溶狀態為等軸晶粒，晶粒度約5級，經過多道次旋壓加工后，成為具有明顯方向性的織構組織，導致時效后組織亦具有明顯的方向性，沿旋壓加工的方向上材料塑性極差。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種馬氏體時效鋼綜合性能的熱處理方法，通過增加一次旋壓后的固溶處理，使得條帶狀織構組織回復為等軸晶粒，能夠從根本上消除馬氏體時效鋼旋壓后的嚴重織構組織，提高其綜合力學性能。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

(1)將旋壓毛坯進行固溶處理，固溶處理的溫度為860～920℃，加熱時間為60～120min，加熱結束后空冷，然后進行旋壓；

(2)將旋壓后的薄壁筒形件進行固溶處理，固溶處理的溫度為810～840℃，加熱時間為40～90min；

(3)將固溶后的薄壁筒形件進行時效處理。

本發明的有益效果是：在旋壓后增加一次固溶處理后，材料經過高溫加熱，原來存在的嚴重織構組織回復再結晶為等軸晶粒，并且晶粒細化效果明顯，晶粒度為6級以上，提升1～2個級別。由于本發明增加的這次固溶處理，消除了原材料旋壓后存在的組織方向性，從本質上消除材料的各向異性，改善了材料塑性。在后續的時效過程中，金屬間化合物在馬氏體板條上彌散析出，達到強化的效果。最終時效后力學性能得到很大改善，抗拉強度降低為1800MPa～1900MPa，斷后伸長率顯著提高，達5％～7％。

附圖說明

圖1是現有技術中的薄壁筒形件加工流程圖示意圖；

圖2是本發明的薄壁筒形件加工流程圖示意圖；

圖3是毛坯固溶后組織金相圖；

圖4是旋壓后組織金相圖；

圖5是旋壓+時效后組織金相圖；

圖6是旋壓+固溶后組織金相圖；

圖7是旋壓+固溶+時效后組織金相圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。

本發明按照以下步驟進行：

(1)旋壓毛坯固溶處理：將旋壓毛坯裝入加熱爐中固溶處理，固溶處理的溫度為860℃～920℃，加熱時間為60min～120min，加熱結束后空冷，目的使組織和硬度均勻化；