一种钢的细晶强韧化双介质-分级淬火冷却方法技术

一种钢的细晶强韧化双介质

【技术实现步骤摘要】
一种钢的细晶强韧化双介质
‑
分级淬火冷却方法


[0001]本专利技术涉及一种钢的热处理方法，尤其涉及一种钢的细晶强韧化双介质
‑
分级淬火冷却方法。

技术介绍

[0002]现有技术钢的细晶强化，能源和资源消耗大、污染严重、成本高、大截面钢件1/2T处质量技术指标难以达标；现有技术特征是：
[0003]钢的细晶强化是在钢中加入：降低临界点的合金元素，如Mn、Cr、Mo等；提高形核率，阻止热状态时奥氏体晶粒长大的微合金元素，如Ti、Nb、V等；致使屈服强度的提高大于抗拉强度的提高，限制屈服强度的提高不得超过标准值的110％，屈强比值增大，限制屈强比值不得超过0.9；钢的细晶强化屈强比标准值为0.85(450Mpa/530Mpa)；钢的细晶强化效果的一致性是依靠微合金元素(Ti、Nb、V等)成分的运作；
[0004]共析钢和过共析钢预冷温度低于A1温度，在加热炉中预冷，转入加热至低于A1温度炉中预冷至低于A1温度，例如：CrWMn钢A1为730℃，转入加热至(700～720)℃温度炉中预冷至(700～720)℃温度；亚共析钢预冷温度低于Ar3温度，例如：45钢Ar3为751℃，预冷温度为(740～750)℃；
[0005]钢在油中预冷，转入油冷几秒钟，起预冷作用，再转入水中冷却；
[0006]提高钢的淬硬性和淬透性是在钢中加入足够量稳定过冷奥氏体的合金元素，改变C
‑
曲线形状和使C
‑
曲线向右推移，降低临界淬火速度来实现提高淬火冷却速度，提高钢的淬硬性和淬透性；低碳低合金钢的淬透性至水冷端距离为(18～20)mm；
[0007]低淬透性钢双介质淬火冷却介质为水
‑
油，水淬油冷，出油空冷至室温；
[0008]高淬透性钢双介质淬火冷却介质为：熔融盐浴或热油
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空气，其淬火加热温度比该钢号淬火加热温度高(30～80)℃；
[0009]钢的分级淬火为在能控温的熔融盐浴或热油中直接冷至马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度的分级温度，进行有能量补充的分级保温，分级后空冷至室温，其淬火加热温度比该钢号淬火加热温度高(30～80)℃；
[0010]上述问题能够采用本专利技术的技术方案进行解决。

技术实现思路

[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的；
[0012]本专利技术目的在于提供一种钢的细晶强韧化双介质
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分级淬火冷却方法，克服现有技术中的不足，运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法，特别是冷却方法，多次“水冷
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回温”，以多次细晶强韧化。
[0013]本专利技术是这样实现的，其特征是方法为：
[0014]1.一种钢的细晶强韧化双介质
‑
分级淬火冷却方法，其特征是运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法，特别是冷却方法，多次“水冷
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回温”，多次细晶强韧化；钢在奥氏
体化过程中，为马氏体逆转变提供条件；具备马氏体逆转变条件的钢奥氏体化后，预冷后进行多次“水冷
‑
回温”，直至冷却至室温；控制钢首次水冷绕过C
‑
曲线不稳定区至马氏体区的冷透程度，首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～100)℃，须低于珠光体转变温度T
P
，立即转入多次“水冷
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回温”，即立即转入多次在水中冷却至马氏体区未冷透，多次出水利用余热回温至珠光体转变温度T
P
以下，马氏体转变开始温度Ms以上，回温温度每次比前一次递减，回温停止上升的温度为立即转入下一次水冷的温度；钢的细晶强韧化双介质淬火前，最后一次在水中冷却至马氏体区未冷透，最后一次出水利用余热回温停止上升的温度为双介质淬火进入空气中冷却的开始温度——珠光体转变温度T
P
以下，马氏体转变开始温度Ms以上或以下温度，在空气中冷却至马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度，出空气的冷却为多次“水冷
‑
回温”，直至冷却至室温，即立即转入多次在马氏体区，在水
‑
空气中进行细晶强韧化分级淬火冷却未冷透，直至冷却至室温；钢冷却至室温，立即转入下一道热处理工序；
[0015]所述方法包括：
[0016](一)钢的奥氏体化；
[0017](二)钢的预冷；
[0018](三)钢的控冷。
[0019]2.钢的奥氏体化；
[0020](一)钢的双介质
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分级淬火加热温度、保温时间和升温速度为奥氏体相变完成，奥氏体晶粒不得长大，透烧、费用低，截面温度分布均匀化，减小加热热应力，为淬火水冷作准备；降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件；
[0021](二)钢的双介质
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分级淬火阶梯预热次数、预热温度、保温时间和升温速度为透烧、费用低，截面温度分布均匀化，减小预热热应力，为淬火水冷作准备；降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件。
[0022]3.钢的预冷；
[0023](一)钢的A1温度为淬火过程中，预冷消耗孕育期的临界温度；
[0024](1)钢的预冷温度Tn≥A1温度，不消耗孕育期；
[0025](2)钢的预冷温度Tn＜A1温度，消耗孕育期；
[0026](二)钢奥氏体化后，出炉在空气中预冷；
[0027](三)钢的预冷温度为：
[0028](1)共析钢和过共析钢预冷温度为Ar1+(10～30)℃，须≥A1温度；
[0029](2)亚共析钢预冷温度为Ac3‑
(10～20)℃，接近上相变点Ac3温度；
[0030](四)钢为预冷温度，立即转入水中冷却。
[0031]4.钢的控冷；
[0032](一)钢的细晶强韧化双介质
‑
分级淬火运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法，特别是冷却方法，多次“水冷
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回温”，既多次细晶强韧化，又提高淬硬性和淬透性，且减小畸变量和开裂倾向；控制钢首次在水中冷却绕过C
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曲线不稳定区至马氏体区的冷透程度；
[0033](二)具备马氏体逆转变条件的钢奥氏体化后，预冷后进行多次“水冷
‑
回温”，直至
冷却至室温；钢首次水冷绕过C
‑
曲线不稳定区至马氏体区未冷透，即首次水冷时间为：首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～100)℃，须低于珠光体转变温度T
P
；
[0034](三)钢为首次回温温度，立即转入多次“水冷
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回温”，即立即转入多次在水中冷却至马氏体区未冷透，多次出水利用余热回温至珠光体转变温度T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢的细晶强韧化双介质
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分级淬火冷却方法，其特征是运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法，特别是冷却方法，多次“水冷
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回温”，多次细晶强韧化；钢在奥氏体化过程中，为马氏体逆转变提供条件；具备马氏体逆转变条件的钢奥氏体化后，预冷后进行多次“水冷
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回温”，直至冷却至室温；控制钢首次水冷绕过C
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曲线不稳定区至马氏体区的冷透程度，首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～100)℃，须低于珠光体转变温度T
P
，立即转入多次“水冷
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回温”，即立即转入多次在水中冷却至马氏体区未冷透，多次出水利用余热回温至珠光体转变温度T
P
以下，马氏体转变开始温度Ms以上，回温温度每次比前一次递减，回温停止上升的温度为立即转入下一次水冷的温度；钢的细晶强韧化双介质淬火前，最后一次在水中冷却至马氏体区未冷透，最后一次出水利用余热回温停止上升的温度为双介质淬火进入空气中冷却的开始温度——珠光体转变温度T
P
以下，马氏体转变开始温度Ms以上或以下温度，在空气中冷却至马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度，出空气的冷却为多次“水冷
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回温”，直至冷却至室温，即立即转入多次在马氏体区，在水
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空气中进行细晶强韧化分级淬火冷却未冷透，直至冷却至室温；钢冷却至室温，立即转入下一道热处理工序；所述方法包括：(一)钢的奥氏体化；(二)钢的预冷；(三)钢的控冷。2.如权利要求1所述钢的奥氏体化，其特征是所述钢的奥氏体化为：(一)确定钢的双介质
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分级淬火加热温度、保温时间和升温速度为奥氏体相变完成，奥氏体晶粒不得长大，透烧、费用低，截面温度分布均匀化，减小加热热应力，为淬火水冷作准备；降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件；(二)确定钢的双介质
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分级淬火阶梯预热次数、预热温度、保温时间和升温速度为透烧、费用低，截面温度分布均匀化，减小预热热应力，为淬火水冷作准备；降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件。3.如权利要求1所述钢的预冷，其特征是所述钢的预冷为：(一)确定钢的A1温度为淬...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长文，王中忞，
申请(专利权)人：王长文，
类型：发明
国别省市：