一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，将满足化学成分要求的气缸盖锻件利用锻后预热进行淬火热处理，当气缸盖模锻后表面温度为890～920℃时，气缸盖模锻后入水冷却；热处理炉按升温速度40～60℃/小时升温，当炉内温度达到650

【技术实现步骤摘要】
一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法


[0001]本专利技术涉及一种热处理方法，具体涉及一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法。

技术介绍

[0002]气缸盖的作用是密封气缸，与活塞共同形成燃烧空间，并承受高温高压燃气的作用。气缸盖承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷，同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷，因此气缸盖应有足够的强度和刚度。
[0003]目前，对20CrMoVS大型船用气缸盖锻件热处理方法主要锻后退火，粗加工后进行调质热处理。退火的目的主要是消除锻造应力及降低钢中的氢含量，避免产生白点及氢脆危害；调质热处理的主要目的是满足产品使用力学性能。
[0004]传统的热处理方法比较繁琐，且热处理周期长，生产流转缓慢。本专利技术根据所涉及的20CrMoVS大型船用气缸盖锻件的机械性能指标要求及锻造方法，采用了更为节能的热处理方式，利用锻后余热进行淬火火热处理。此种方式更为简便，锻后可在锻造车间直接进行热处理，且时间短，能耗少，生产流转迅速。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了克服上述技术缺陷，提供一种节能、产品流转时间快且热处理后机械性能指标优的20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，20CrMoVS气缸盖锻件化学成分按重量百分比包括：C:0.17～0.22％、Si:0.17～0.37、Mn:0.95～1.10％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr:0.90～1.10％、Ni≤0.40％、Mo:0.40～0.50％、Cu≤0.25％、V:0.08～0.12％、Nb≤0.005％；
[0007]当气缸盖模锻后表面温度为890～920℃时，气缸盖模锻后(直接)入水冷却；冷却后装入热处理炉中(装炉温度不限)加热，热处理炉按升温速度40～60℃/小时升温，当炉内温度达到650
±
10℃时开始保温，保温时间按0.8～1min/mm计算；保温时间结束后，停止加热，气缸盖锻件在炉内随炉冷却至300℃以下出炉。
[0008]进一步地，所述Si的含量为0.26～0.27％。
[0009]进一步地，所述P的含量为0.013～0.014％。
[0010]进一步地，所述S的含量为0.007～0.008％。
[0011]进一步地，所述Cr的含量为0.99～1.01％。
[0012]进一步地，所述Mo的含量为0.44～0.45％。
[0013]进一步地，所述Cu的含量为0.03～0.04％。
[0014]进一步地，所述V的含量为0.104～0.108％。
[0015]进一步地，所述气缸盖模锻后入水冷却1～2h后，空冷8～12h。
[0016]进一步地，所述气缸盖模锻后表面温度为910～920℃。
[0017]终锻温度及合金元素决定了气缸盖产品性能。本专利技术所需气缸盖产品是经锻造后获得晶粒较细且均匀的奥氏体组织，为以后冷却转变做组织准备，终锻温度过高锻件晶粒组织过大，且淬火时温度应力较大，产品容易开裂，终锻温度过低不能满足所需均匀且细小的奥氏体组织，产品性能难以保证，因此，终锻温度(即锻后表面温度)为890～920℃。
[0018]20CrMoVS材料机械性能指标较高，超声波探伤严格，对钢水的化学成分和纯净度提出了很高的要求。因此，Si:0.17～0.37％(优选0.26～0.27％)，能有效降低钢中氧含量，提高锻件强度；
[0019]对钢中P含量进行有效控制，由于P为钢中有害元素，在钢中易产生偏析，形成Fe3P，虽能提高钢的强度和硬度，但塑性和韧性显著下降，钢的脆性转折温度急剧升高，引起钢的冷脆性，并使钢的焊接性能变坏，通过将P控制在0.035％(优选0.013～0.014)以下，能在不影响产品质量的情况具有一定的经济性；
[0020]S在钢中是一种有害元素，呈非金属的硫化物夹杂物存在于钢中，会降低材料各种力学性能，对钢中S控制在0.035％(优选0.007～0.008)以下，能有效降低S对材料机械性能带来的不利影响。
[0021]钢中Cu的存在会降低钢的机械性能，会使钢在锻轧等加工时产生热脆性，对钢中Cu控制在0.25％(优选0.03～0.04)以下，能降低Cu对材料机械性能的影响，保障材料机械性能。
[0022]经本专利技术热处理的20CrMoVS大型船用气缸盖锻件所达到的机械性能指标为：
[0023]Rm540～690min/MPa、Rp0.2≥340min/MPa、A5≥18min/％、Z≥45min/％、AKV≥25min/J、HB160～200。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：采用本专利技术的热处理方法，降低能量消耗，方法简单易操作，耗时短，产品流转时间快，并有利于产品向下道工序流转，有利于生产。
具体实施方式
[0025]本专利技术20CrMoVS气缸盖锻件化学成分按重量百分比包括：C:0.17～0.22％、Si≤0.45％、Mn:0.95～1.10％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr:0.90～1.10％、Ni≤0.40％、Mo:0.40～0.50％、Cu≤0.25％、V:0.08～0.12％、Nb≤0.005％。
[0026]当气缸盖模锻后表面温度为890～920℃时，锻后直接入水冷却，冷却1～2h后，空冷8～12h，装入热处理炉中，装炉温度不限，点炉加热，加热炉按升温速度≤60℃/小时加热，当炉内温度达到650
±
10℃时开始保温，保温时间按0.8～1min/mm计算；保温时间结束，停止加热，气缸盖锻件在炉内随炉冷却至300℃以下出炉即可。
[0027]20CrMoVS大型船用气缸盖锻件的锻造方法是，将20CrMoVS坯料放入加热炉中，升温速度按≤150℃/小时升温，升温到始锻温度1250
±
℃进行保温，保温时间按0.4～0.6分钟/毫米计算，保温时间达到要求后，将坯料吊出加热炉锻造；锻造时间≤25分钟，锻造完成后控制表面温度890～920℃入水。经本专利技术热处理的20CrMoVS大型船用气缸盖锻件所达到的机械性能指标为：
[0028]Rm540～690min/MPa、Rp0.2≥340min/MPa、A5≥18min/％、Z≥45min/％、AKV≥25min/J、HB160～200。
[0029]实施例
[0030]取5件20CrMoVS大型船用气缸盖锻件，5件20CrMoVS大型船用气缸盖锻件的化学成分含量(％)和热处理分别如下：
[0031]第一件20CrMoVS大型船用气缸盖锻件的化学成分含量(％)为：C:0.21；Si:0.26；Mn:1.04；P:0.014；S:0.007；Cr:1.00；Ni:0.03；Mo:0.44；Cu:0.03；V:0.104；Nb:0.003；表面温度890℃，锻后直接入水冷却，冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，其特征在于，20CrMoVS气缸盖锻件化学成分按重量百分比包括：C:0.17～0.22％、Si:0.17～0.37、Mn:0.95～1.10％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr:0.90～1.10％、Ni≤0.40％、Mo:0.40～0.50％、Cu≤0.25％、V:0.08～0.12％、Nb≤0.005％；当气缸盖模锻后表面温度为890～920℃时，气缸盖模锻后入水冷却；冷却后装入热处理炉中加热，热处理炉按升温速度40～60℃/小时升温，当炉内温度达到650
±
10℃时开始保温，保温时间按0.8～1min/mm计算；保温时间结束后，停止加热，气缸盖锻件在炉内随炉冷却至300℃以下出炉。2.根据权利要求1所述20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，其特征在于，所述Si的含量为0.26～0.27％。3.根据权利要求1所述20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，其特征在于，所述P的含量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张广森，熊武，蒲徐明，田子敬，黄顺林，段来山，王强，赵艳峰，白玉，于海娟，陈济凯，鲁桥，肖海生，
申请(专利权)人：武汉重工铸锻有限责任公司，
类型：发明
国别省市：