[發明專利]一種大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法

有效

• 申請號: 201910358931.1
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110157867B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 傅排先;孫宸;劉宏偉;劉航航;杜寧宇;李殿中
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C21D1/26
• 分類號: C21D1/26;C21D1/18;C21D6/00;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/54
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及材料成分設計與熱處理領域，特別是涉及一種大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法。該控制方法的具體過程如下：(1)在基礎CrMo成分條件下進行微合金調整；(2)采用高溫擴散退火工藝減輕或消除偏析；(3)采用珠光體化退火工藝來消除高溫擴散退火帶來的組織遺傳；(4)通過碳化物控制工藝來控制碳化物的尺寸與數量，并以此來進一步細化晶粒與組織；(5)通過“淬火+預回火+回火”工藝來細化M/A島尺寸，并得到最終組織。本發明可以很大程度的消除白色組織對性能的不利影響，大幅提高大尺寸CrMo鋼構件心部與次表面的綜合力學性能。

技術領域

本發明涉及材料成分設計與熱處理領域，特別是涉及一種大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法。

背景技術

CrMo系合金鋼具有良好的強韌度匹配和疲勞極限，廣泛應用于汽車、鐵路、風電、工程機械等領域，是目前應用最為廣泛的合金鋼。目前，國產大尺寸CrMo鋼構件的心部和次表面位置普遍會出現一種白色異常組織。研究發現，裂紋易在該組織的邊緣萌生，并在該組織內部或者邊緣處擴展，極大的降低材料的沖擊韌性，是一種危害嚴重的有害組織。因此，如何有效減輕甚至消除該組織意義重大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法，減輕甚至消除該種組織的出現，提高大尺寸CrMo鋼構件的綜合力學性能。

本發明的技術方案是：

一種大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法，具體過程如下：

(1)在基礎CrMo成分條件下進行微合金調整，在CrMo鋼標準成分的基礎上，添加Ni、V和B元素，Ni元素含量為0.5～0.7wt％，V元素含量為0.1～0.2wt％，B元素含量為0.0010～0.0030wt％；

(2)采用高溫擴散退火工藝減輕或消除偏析；

(3)采用珠光體化退火工藝來消除高溫擴散退火帶來的組織遺傳；

(4)通過碳化物控制工藝來控制碳化物的尺寸與數量，并以此來進一步細化晶粒與組織；

(5)通過“淬火+預回火+回火”工藝來細化M/A島尺寸，并得到最終組織。

所述的大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法，高溫擴散退火工藝為：將構件加熱至1200～1250℃進行保溫，保溫時間為12h±2h。

所述的大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法，珠光體化退火工藝為：構件在高溫擴散退火工藝的保溫結束后，爐冷至700～750℃進行保溫，保溫時間按0.5～2h/25mm厚進行選擇，隨后爐冷至660～700℃進行保溫，保溫時間按0.5～2h/50mm進行選擇，隨后爐冷至室溫。

所述的大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法，碳化物控制工藝為：將構件加熱至Ac3溫度以上50～70℃進行保溫，保溫時間按0.5～2h/25mm厚進行選擇，隨后水冷至室溫；將構件再次加熱至550～600℃進行保溫，保溫時間按1～3h/12.5mm厚，隨后將構件繼續加熱至Ac3溫度以上50～70℃進行保溫，保溫時間按0.5～2h/25mm厚進行選擇，隨后水冷至室溫。

所述的大尺寸CrMo鋼構件中白色異常組織的控制方法，“淬火+預回火+回火”工藝為：①首先進行淬火處理，將構件加熱至550～600℃進行保溫，保溫時間按1～3h/12.5mm厚，隨后將構件繼續加熱至Ac3溫度以上30～50℃進行保溫，保溫時間按0.5～2h/25mm厚進行選擇，隨后水冷至室溫；②隨后將構件加熱至560～590℃進行預回火，預回火保溫時間按0.5～2h/12.5mm厚進行選擇，保溫結束后出爐空冷至室溫；③隨后將構件加熱至630～700℃進行回火，回火保溫時間按1～3h/25mm厚，保溫結束后出爐空冷至室溫。

本發明控制白色異常組織的機理是：