專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍛件的制造エ藝，具體的說(shuō)是ー種高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝。
背景技術(shù)：
微合金化非調(diào)質(zhì)鋼以中碳含釩微合金鋼研究較早、應(yīng)用較廣，由于在軋、鍛冷卻過(guò)程中這類(lèi)鋼可以析出大量微細(xì)彌散分布的合金碳氮化合物，并發(fā)生沉淀強(qiáng)化，而獲得相當(dāng)于調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后的綜合力學(xué)性能，省去了調(diào)質(zhì)處理工序，節(jié)省了能源和成本，已廣泛應(yīng)用于石油、汽車(chē)、機(jī)械等行業(yè)。這類(lèi)非調(diào)質(zhì)鋼經(jīng)鍛造并控制冷卻后得到鐵素體+珠光體組織，強(qiáng)度水平可達(dá)到800 lOOOMPa，沖擊韌性為20 50J/cm2，如38SiMnVS是其中最典型的中碳含釩微合金鋼，國(guó)內(nèi)外普遍用來(lái)制造發(fā)動(dòng)機(jī)連桿等零件。但在其鍛造后控制冷卻的過(guò)程中，基本上采用的是連續(xù)冷卻方式，如分階段進(jìn)行風(fēng)冷、空冷和緩冷等，在此過(guò)程中由于先共析鐵素體在原奧氏體晶界以網(wǎng)狀形式析出，使其韌性較差，使用范圍受到很大限制， 連續(xù)冷卻不當(dāng)時(shí)還會(huì)出現(xiàn)某些異常組織，使零部件性能進(jìn)ー步惡化。經(jīng)申請(qǐng)人檢索，申請(qǐng)?zhí)枮?00310111656. 2，專(zhuān)利名稱(chēng)為“非調(diào)質(zhì)鋼發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸鍛造后冷卻方法”的中國(guó)專(zhuān)利提出的控冷方法為首先在自然空冷區(qū)內(nèi)快速冷卻至600°C左右，進(jìn)入保溫緩冷區(qū)實(shí)現(xiàn)保溫緩冷，至450°C -500°C時(shí)從裝置中取出。此專(zhuān)利請(qǐng)的冷卻方法存在的缺點(diǎn)是在自然空冷區(qū)內(nèi)快速冷卻至600°C左右的過(guò)程中，因?qū)鋮s速度沒(méi)有明確要求，當(dāng)冷卻速度不夠吋，會(huì)在鋼的CCT曲線中先共析鐵素體的析出范圍內(nèi)沿原奧氏體晶界析出網(wǎng)狀先共析鐵素體，由此使材料韌性變差。申請(qǐng)?zhí)枮?00910116^9. 2，專(zhuān)利名稱(chēng)為“ー種微合金非調(diào)質(zhì)鋼及其控鍛——控冷的エ藝方法”的中國(guó)專(zhuān)利提出的控冷方法為鍛后控冷入爐時(shí)的溫度為640°C;鍛后控冷出爐時(shí)的溫度為520°C。此專(zhuān)利的冷卻方法存在的缺點(diǎn)是鍛后控冷入爐到出爐的時(shí)間較短 (小于13 min),并且在此過(guò)程中及隨后的冷卻過(guò)程中均是連續(xù)冷卻(大于9°C /min)，對(duì)于某些過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性較好的非調(diào)質(zhì)鋼會(huì)出現(xiàn)貝氏體組織，由此使材料韌性變差。申請(qǐng)?zhí)枮?00910116^8. 8，專(zhuān)利名稱(chēng)為“中高碳微合金非調(diào)質(zhì)鋼及其控鍛——控冷的エ藝方法”的中國(guó)專(zhuān)利提出的控冷方法為鍛后控冷入爐時(shí)的溫度為884°C;鍛后控冷出爐時(shí)的溫度為552°C。此申請(qǐng)的冷卻方法存在的缺點(diǎn)是鍛件在884°C至552°C的爐內(nèi)冷卻吋，冷卻速度相對(duì)較慢(小于1. 40C /s)，容易在鋼的CCT曲線中先共析鐵素體的析出范圍內(nèi)沿原奧氏體晶界析出網(wǎng)狀先共析鐵素體，由此使材料韌性變差。另外，該控冷方法在鍛后控冷入爐到出爐的時(shí)間較短(小于13 min)，并且在此過(guò)程中及隨后的冷卻過(guò)程中均是連續(xù)冷卻(大于9°C /min)，對(duì)于某些過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性較好的非調(diào)質(zhì)鋼會(huì)出現(xiàn)貝氏體組織， 也使材料韌性變差。因此，需要對(duì)非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的鍛造及控制冷卻ェ藝進(jìn)行研究?jī)?yōu)化，消除或避免先共析鐵素體在原奧氏體晶界以網(wǎng)狀形式的析出和貝氏體組織的出現(xiàn)，并獲得更多的晶內(nèi)鐵素體，在保證得到較高強(qiáng)度水平下，進(jìn)ー步提高零部件的沖擊韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提出一種高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，可以消除或避免了先共析鐵素體在原奧氏體晶界以網(wǎng)狀形式的析出和貝氏體組織的出現(xiàn)，并獲得更多的晶內(nèi)鐵素體，改善零部件的韌塑性。本發(fā)明解決以上技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是 ー種高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，
包括的エ序有下料ヰ感應(yīng)加熱ヰ預(yù)鍛ヰ終鍛ヰ切邊ヰ第一控制冷卻ヰ入爐保溫ヰ第 ニ控制冷卻ヰ噴丸ヰ磁力探傷ヰ機(jī)加工；
在第一控制冷卻エ序中，エ件在切邊后立即分散置于以一定速度移動(dòng)的傳輸帶上，在強(qiáng)制吹風(fēng)或噴灑水霧的冷卻條件下，以2. O0C /s 50. O0C /s的冷卻速度(即接近或大于鋼的CCT (或TTT)曲線中的臨界冷卻速度)冷至520°C 650°C之間的某一溫度入爐保溫；在入爐保溫エ序和第二控制冷卻エ序中，エ件在上述溫度下入爐保溫15 60分鐘后以小于 50C /min的冷卻速度緩慢冷卻至室溫。本申請(qǐng)采用2. O0C /s 50. O0C /s的冷卻速度(即接近或大于鋼的CCT(或TTT)曲線中的臨界冷卻速度)的主要作用是可以抑制先共析鐵素體在原奧氏體晶界以網(wǎng)狀形式的析出，同時(shí)使鍛造變形過(guò)程中儲(chǔ)存的形變能保存下來(lái)，并提高了相變過(guò)冷度，有利于隨后在 520°C 650°C入爐等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程中獲得細(xì)小的晶內(nèi)鐵素體和細(xì)小的珠光體組織，以提高產(chǎn)品最終的韌性和保證強(qiáng)度。本申請(qǐng)的強(qiáng)制吹風(fēng)或噴灑水霧冷卻主要是獲得接近或大于2. O0C /s 50. O0C /s 的冷卻速度。520°C 650°C是過(guò)冷奧氏體向鐵素體和珠光體組織轉(zhuǎn)變的區(qū)域，在此之間入爐保溫的溫度越低，等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程中越易獲得細(xì)小的晶內(nèi)鐵素體和細(xì)小的珠光體組織，對(duì)提高產(chǎn)品最終的韌性和保證強(qiáng)度越有利。エ件在上述溫度下入爐保溫15 60分鐘后以小于5°C /min的冷卻速度緩慢冷卻至室溫，主要是保證等溫轉(zhuǎn)變過(guò)程中過(guò)冷奧氏體向鐵素體和珠光體組織轉(zhuǎn)變充分，以穩(wěn)定產(chǎn)品最終的組織和性能。針對(duì)某典型的非調(diào)質(zhì)鋼鍛件在上述エ藝條件下所獲得的性能如下表中B組樣品所示，A組和C組則是在連續(xù)冷卻條件下(自然空冷、風(fēng)冷)所獲得的性能，可以看出B組的強(qiáng)度、硬度與A組和C組基本相當(dāng)，但沖擊吸收能卻提高了兩倍以上。
權(quán)利要求
1.ー種高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，其特征在于包括的エ序有下料ヰ感應(yīng)加熱ヰ預(yù)鍛ヰ終鍛ヰ切邊ヰ第一控制冷卻ヰ入爐保溫ヰ第 ニ控制冷卻ヰ噴丸ヰ磁力探傷ヰ機(jī)加工；在所述第一控制冷卻エ序中，エ件在切邊后立即分散置于以一定速度移動(dòng)的傳輸帶上，在強(qiáng)制吹風(fēng)或噴灑水霧的冷卻條件下，以2. O0C /s 50. O0C /s的冷卻速度冷至 520°C 650°C之間的某一溫度入爐保溫；在所述的入爐保溫エ序和第二控制冷卻エ序中， エ件在上述溫度下入爐保溫15 60分鐘后以小于5°C /min的冷卻速度緩慢冷卻至室溫。
2.如權(quán)利要求1所述的高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，其特征在于傳輸帶以0. 5 2米/分的速度移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，其特征在于在所述的感應(yīng)加熱エ序中，エ件加熱溫度為1120°C 1250°C。
4.如權(quán)利要求1所述的高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，其特征在于在所述的終鍛エ序中，エ件終鍛溫度控制為980°C 1050°C。
5.如權(quán)利要求1所述的高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造エ藝，其特征在于在所述的切邊ェ序中，ェ件切邊后的溫度為850°C 1000°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鍛件的制造工藝，是一種高韌性微合金化非調(diào)質(zhì)鋼鍛件的制造工藝，包括下料→感應(yīng)加熱→預(yù)鍛→終鍛→切邊→第一控制冷卻→入爐保溫→第二控制冷卻→噴丸→磁力探傷→機(jī)加工；第一控制冷卻工序中，工件在切邊后分散置于以一定速度移動(dòng)的傳輸帶上，在強(qiáng)制吹風(fēng)或噴灑水霧的冷卻條件下，以2.0～50.0℃/s的冷卻速度冷至520℃～650℃之間的某一溫度入爐保溫；入爐保溫工序和第二控制冷卻工序中，工件在上述溫度下入爐保溫15～60分鐘后以小于5℃/min的冷卻速度緩慢冷卻至室溫。本發(fā)明可以消除先共析鐵素體在原奧氏體晶界以網(wǎng)狀形式的析出和貝氏體組織的出現(xiàn)，獲得更多的晶內(nèi)鐵素體，改善零部件韌塑性。
文檔編號(hào)C21D8/00GK102586559SQ201110000809
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者惠衛(wèi)軍, 王章忠, 蔡璐, 趙秀明 申請(qǐng)人:南京工程學(xué)院, 惠衛(wèi)軍