[發明專利]消除大中型盤形鍛件用23CrNiMoV鋼混晶組織的方法

在審

• 申請號: 201911027739.0
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN111286588A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 朱帥帥;王章忠;張保森;巴志新;毛向陽;郟永強
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: C21D1/28
• 分類號: C21D1/28;C21D1/26;C21D1/18;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/44;C22C38/46;C22C38/48;C22C38/02
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本發明屬于高性能盤形鍛件制造技術領域，特別涉及消除大中型盤形鍛件用23CrNiMoV鋼混晶組織的方法，包括如下步驟：將經過墩粗、沖孔、碾環、熱模鍛等復雜鍛造工藝制得的23CrNiMoV鋼盤形鍛件直接入爐在950℃±10℃保溫1～2h，利用鍛造余熱進行正火加工，空冷至室溫后鍛件入爐升溫至900℃～950℃保溫1h，爐冷至600℃±10℃保溫3h，隨后將鍛件空冷至室溫，隨后對鍛件進行淬火+回火加工。本發明利用鍛造余熱正火+等溫退火工藝使得盤形鍛件獲得由鐵素體和滲碳體組成的平衡組織，有效切斷大變形鍛造過程產生的粗大奧氏體晶粒組織遺傳過程，確保23CrNiMoV鋼盤形鍛件晶粒度達到8～9級，從而達到消除混晶，得到均勻晶粒組織的目的。

技術領域

本發明屬于高性能盤形鍛件制造技術領域，特別涉及消除大中型盤形鍛件用23CrNiMoV鋼混晶組織的方法。

背景技術

大型鍛件用鋼主要為中低碳CrNiMoV系鋼，該類型鋼的淬透性優異，具有高強度、高韌性、優異的抗應力腐蝕性能及抗疲勞性能，同時具有低成本、應用可靠等優點。但是，大鍛件停鍛溫度較高，合金元素使得C曲線右移，鍛件在空冷時在中溫貝氏體區等溫停留得到貝氏體+馬氏體+少量殘留奧氏體的整合組織，該類組織為非平衡組織。非平衡組織的合金鋼在重新加熱奧氏體化時，新形成相與母相之間存在一定的位向關系而導致新相長大到一定程度便恢復到母相的大小、形狀和位向，產生組織遺傳過程，使得鍛件呈現混晶組織。

為了消除大中型復雜結構鍛件的混晶組織，公開號為CN 107739788 B的專利文獻公開了一種消除30CrNi3MoV合金鋼混晶缺陷的熱處理加工方法，該方法通過退火+正火+淬火+回火的工藝消除30CrNi3MoV合金鋼鍛件的混晶組織，但是該方法只適用于具有簡單鍛造結構的工件，對于經過墩粗、沖孔、碾壓、模鍛等復雜鍛造工藝制得的大變形盤形鍛件，很難利用簡單的熱處理工藝消除組織遺傳產生的混晶現象。因此有必要提出一種能使得經過大變形的大中型盤形鍛件獲得均勻細小組織的技術方案。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺陷，提供消除大中型盤形鍛件用23CrNiMoV鋼混晶組織的方法。本發明通過鍛后余熱正火+等溫退火+淬火+回火的熱處理加工工藝，使得大變形盤形鍛件消除混晶組織，獲得8-9級的均勻細晶組織。本發明還可實現自動化連續作業，提高熱處理效率，減少生產成本。

本發明采用如下技術方案：消除大中型盤形鍛件用23CrNiMoV鋼混晶組織的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將23CrNiMoV鋼經過墩粗、沖孔、碾環、模鍛等鍛造工藝制得的盤形鍛件，終鍛溫度為950℃～1050℃；

(2)將所述鍛件入爐950℃±10℃保溫1～2h，利用鍛造余熱進行正火加工；

(3)將所述正火加工的工件進行等溫退火加工，入爐加熱至900℃～950℃保溫1h，之后爐冷至600℃保溫3h，隨后空冷至室溫；

(4)將所述等溫退火加工的工件進行淬火加工，入爐加熱至900℃±10℃保溫1h，之后水冷至室溫。

(5)將所述淬火加工的工件進行回火加工，入爐加熱至620℃±10℃保溫2h，之后空冷至室溫。

優選地，所述盤形鍛件的直徑尺寸是Φ500～Φ1500mm，軸向厚度尺寸是30mm～100mm。

本發明所提供的消除大中型盤形鍛件用23CrNiMoV鋼混晶組織的方法，首先利用鍛造余熱進行正火處理，然后利用等溫退火+淬火+回火工藝對鍛件進行熱處理加工，該工藝有效消除混晶組織，并確保鍛件獲得8～9級的均勻細晶組織。本發明原理：利用余熱正火加工工藝消除鍛造過程中大變形帶來的組織應力和殘余奧氏體，之后的等溫退火工藝確保鍛件獲得由鐵素體和滲碳體組成的平衡組織，該組織結構使得原始奧氏體取向關系遭到破壞，淬火加熱溫度超過Ac3溫度時奧氏體發生重結晶使得晶粒細化均勻，組織遺傳現象消失。