一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，包括以下制備步驟：1.將調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼加熱到Ac3以上60-100℃，保溫一定時間后進(jìn)行一次淬火；2.將材料重新加熱到Ac1以上50-80℃后，保溫一定時間后再二次淬火；3.繼續(xù)回火至AC1以下10-20℃保溫，保溫時間比前兩段的保溫時間長1小時，之后冷卻至常溫；其中的保溫時間根據(jù)原材料的最大壁厚進(jìn)行計算，計算公式為：H＝2+M/25，其中H為保溫時間，單位為h，M為產(chǎn)品壁厚，單位為mm。本發(fā)明的目的在于提供一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，不僅工藝成本低廉，而且能夠顯著提高調(diào)質(zhì)鋼的沖擊韌性。
【專利說明】一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，特別涉及一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]所謂調(diào)質(zhì)鋼，一般是指含碳量在0.3-0.6%的中碳鋼。一般用這類鋼制作的零件要求具有很好的綜合機(jī)械性能，即在保持較高的強度的同時又具有很好的塑性和韌性，人們往往使用調(diào)制處理來達(dá)到這個目的，所以人們習(xí)慣上就把這一類鋼稱作調(diào)質(zhì)鋼。各類機(jī)器上的結(jié)構(gòu)零件大量采用調(diào)質(zhì)鋼，是結(jié)構(gòu)鋼中使用最廣泛的一類鋼。調(diào)質(zhì)鋼是機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的重要材料之一。
[0003]但是，為了在某些領(lǐng)域使用調(diào)質(zhì)鋼制成零部件經(jīng)常會受到強烈的沖擊，而調(diào)質(zhì)鋼相對于滲碳鋼來說，雖然綜合機(jī)械性能較高，但是，沖擊韌性欠佳，使得零部件的損壞周期比較短。
[0004]通常，提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法有: [0005]提高材料的部分合金含量，如鎳和銅，等；或凈化鋼液，降低材料的雜質(zhì)含量，如使用過濾設(shè)備、真空精煉或爐外精煉等方法來減少雜質(zhì)含量，以凈化鋼液，來達(dá)到提高零件韌性的目的。
[0006]但是，就目前的技術(shù)來說，增加合金含量會使成本增加，不利于資源的節(jié)約利用，在市場競爭中處于不利地位。而凈化鋼液的潛力有限，且需要較復(fù)雜的工藝和昂貴的過濾附件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，不僅工藝成本低廉，而且能夠顯著提高調(diào)質(zhì)鋼的沖擊韌性。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，包括以下制備步驟:
[0009]步驟1.將調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼加熱到Ac3以上60-100°C，保溫一定時間后進(jìn)行一次淬火；
[0010]步驟2.將材料重新加熱到Ac1以上50_80°C后，保溫一定時間后再二次淬火；
[0011]步驟3.繼續(xù)回火至ACl以下10_20°C保溫，保溫時間比前兩段的保溫時間長I小時，之后冷卻至常溫；
[0012]其中的保溫時間根據(jù)原材料的最大壁厚進(jìn)行計算，計算公式為:
[0013]H= 2+M/25，其中H為保溫時間，單位為h，M為產(chǎn)品壁厚，單位為mm。
[0014]在第一次淬火時將材料加熱到半擴(kuò)散溫度的目的主要是消除偏析和一定的均勻化處理，在淬火時發(fā)生快速的組織轉(zhuǎn)變，因此時冷速很快，一次晶粒被初步細(xì)化；第二次淬火將材料加熱到雙相區(qū)進(jìn)行保溫，此時部分組織發(fā)生相變，生成奧氏體組織，而另一部分組織依然維持著原有細(xì)密晶界，并消除前一次淬火應(yīng)力，之后快速冷卻，使奧氏體組織再次進(jìn)行轉(zhuǎn)變，快速相變產(chǎn)生二次晶粒細(xì)化；最后進(jìn)行臨界點回火，各種固溶相析出在晶界均勻分布，使晶粒細(xì)化，晶界強化，故而通過本發(fā)明提供的方法，能夠?qū)⒉牧系膹姸忍嵘?-10%，延伸率和收縮率均提高10-40%，沖擊韌性提高30%以上。
[0015]優(yōu)選地，所述調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼為，ASTMA352標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的LCB或LCC材質(zhì)。
[0016]優(yōu)選地，步驟I和2中，兩次的所述淬火是指，在溫度小于或者等于30°C時水冷。
[0017]優(yōu)選地，步驟I中，Ac3以上60_100°C，具體為加熱到920°C。
[0018]優(yōu)選地，步驟2中，Ac1以上50_80°C，具體為加熱到820°C。
[0019]優(yōu)選地，步驟3中，回火至ACl以下10_20°C，具體為回火至700°C。
[0020]優(yōu)選地，步驟3中，所述冷卻為水冷或者油冷。
[0021]優(yōu)選地，步驟1、2、3中，加熱時的升溫速度以及回火速度均控制在250°C /小時-350。。/小時。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0022]圖1為本發(fā)明提供的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法生產(chǎn)方法流程圖。
【具體實施方式】
[0023]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0024]一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，包括以下制備步驟:
[0025]步驟1.將調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼加熱到Ac3以上60-100°C，保溫一定時間后進(jìn)行一次淬火；
[0026]步驟2.將材料重新加熱到Ac1以上50_80°C后，保溫一定時間后再二次淬火；
[0027]步驟3.繼續(xù)回火至ACl以下10_20°C保溫，保溫時間比前兩段的保溫時間長I小時，之后冷卻至常溫；
[0028]其中的保溫時間根據(jù)原材料的最大壁厚進(jìn)行計算，計算公式為:
[0029]H= 2+M/25，其中H為保溫時間，單位為h，M為產(chǎn)品壁厚，單位為mm。
[0030]在第一次淬火時將材料加熱到半擴(kuò)散溫度的目的主要是消除偏析和一定的均勻化處理，在淬火時發(fā)生快速的組織轉(zhuǎn)變，因此時冷速很快，一次晶粒被初步細(xì)化；第二次淬火將材料加熱到雙相區(qū)進(jìn)行保溫，此時部分組織發(fā)生相變，生成奧氏體組織，而另一部分組織依然維持著原有細(xì)密晶界，并消除前一次淬火應(yīng)力，之后快速冷卻，使奧氏體組織再次進(jìn)行轉(zhuǎn)變，快速相變產(chǎn)生二次晶粒細(xì)化；最后進(jìn)行臨界點回火，各種固溶相析出在晶界均勻分布，使晶粒細(xì)化，晶界強化，故而通過本發(fā)明提供的方法，能夠?qū)⒉牧系膹姸忍嵘?-10%，延伸率和收縮率均提高10-40%，沖擊韌性提高30%以上。
[0031]優(yōu)選地，所述調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼為，ASTMA352標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的LCB或LCC材質(zhì)。
[0032]優(yōu)選地，步驟I和2中，兩次的所述淬火是指，在溫度小于或者等于30°C時水冷。
[0033]優(yōu)選地，步驟I中，Ac3以上60_100°C，具體為加熱到920°C。
[0034]優(yōu)選地，步驟2中，Ac1以上50_80°C，具體為加熱到820°C。
[0035]優(yōu)選地，步驟3中，回火至ACl以下10_20°C，具體為回火至700°C。[0036]優(yōu)選地，步驟3中，所述冷卻為水冷或者油冷。
[0037]優(yōu)選地，步驟1、2、3中，加熱時的升溫速度以及回火速度均控制在250°C /小時-350。。/小時。
[0038]實施例1:
[0039]取壁厚為50mm的LCB低溫碳鋼ASTM A352，以250°C /小時的升溫速度加熱到880°C，保溫4小時后在30°C的水中進(jìn)行一次淬火；之后將材料重新以250°C /小時的速度加熱到790°C后，繼續(xù)保溫4小時后再在30°C的水中進(jìn)行二次淬火；繼續(xù)以250°C /小時的速度回火至690°C保溫，保溫5小時，之后在30°C的水中冷卻至常溫。
[0040]最終測試得到的調(diào)質(zhì)鋼的性能，其強度比原材料上升了 5%，延伸率和收縮率均提高了 10%，沖擊韌性提高了 32%。
[0041]實施例2:
[0042]取壁厚為75mm的3.5%鎳鋼ASTM A352，以300°C /小時的升溫速度加熱到900°C，保溫5小時后在25°C的水中進(jìn)行一次淬火；之后將材料重新以300°C /小時的速度加熱到810°C后，繼續(xù)保溫5小時后再在25°C的水中進(jìn)行二次淬火；繼續(xù)以300°C /小時的速度回火至700°C保溫，保溫6小時，之后在25°C的水中冷卻至常溫。
[0043]最終測試得到的調(diào)質(zhì)鋼的性能，其強度比原材料上升了 6%，延伸率和收縮率均提高了 8%，沖擊韌性 提高了 35%。
[0044]實施例3:
[0045]取壁厚為60mm的調(diào)質(zhì)鋼，以350°C /小時的升溫速度加熱到890°C，保溫4.4小時后在25°C的水中進(jìn)行一次淬火；之后將材料重新以350°C /小時的速度加熱到800°C后，繼續(xù)保溫4.4小時后再在25°C的水中進(jìn)行二次淬火；繼續(xù)以300°C /小時的速度回火至700°C保溫，保溫5.4小時，之后在25°C的水中冷卻至常溫。
[0046]最終測試得到的調(diào)質(zhì)鋼的性能，其強度比原材料上升了 8%，延伸率和收縮率均提高了 9%，沖擊韌性提高了 32%。
[0047]實驗例1:
[0048]使用相同的材料進(jìn)行熱處理工藝，傳統(tǒng)的熱處理工藝中使用的工藝參數(shù)為900°C水冷，650°C回火空冷。其性能對比如下:
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于，包括以下制備步驟: 步驟1.將調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼加熱到Ac3以上60-100°C，保溫一定時間后進(jìn)行一次淬火； 步驟2.將材料重新加熱到Ac1以上50-80°C后，保溫一定時間后再二次淬火； 步驟3.繼續(xù)回火至ACl以下10-20°C保溫，保溫時間比前兩段的保溫時間長I小時，之后冷卻至常溫； 其中的保溫時間根據(jù)原材料的最大壁厚進(jìn)行計算，計算公式為: H = 2+M/25，其中H為保溫時間，單位為h，M為產(chǎn)品壁厚，單位為mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 所述調(diào)質(zhì)鋼或者可以進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理的碳鋼為，ASTM A352標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的LCB或LCC材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 步驟I和2中，兩次的所述淬火是指，在溫度小于或者等于30°C時水冷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 步驟I中，Ac3以上60- 100°C，具體為加熱到9200C ο
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 步驟2中，Ac1以上50-80°C，具體為加熱到8200C ο
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 步驟3中，回火至ACl以下10-20°C，具體為回火至700°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 步驟3中，所述冷卻為水冷或者油冷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種提高調(diào)質(zhì)鋼沖擊韌性的方法，其特征在于: 步驟1、2、3中，加熱時的升溫速度以及回火速度均控制在250°C /小時_350°C /小時。
【文檔編號】C21D1/18GK103993139SQ201410263730
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】李偉, 周凱文, 曾光前, 吳枝峰 申請人:四川法拉特不銹鋼鑄造有限公司