本發(fā)明屬于金屬的熱處理領(lǐng)域，具體涉及一種去除鐵素體網(wǎng)金相組織提高鋼材強(qiáng)度的熱處理方法，消除鋼材中影響其力學(xué)性能的鐵素體網(wǎng)，使鐵素體組織呈現(xiàn)塊狀，以提高鋼材的屈服、抗拉強(qiáng)度，避免鋼材出現(xiàn)拉伸脆斷的情況。
背景技術(shù)：
：網(wǎng)狀鐵素體是一種常見(jiàn)的不利于鋼材力學(xué)性能的金相組織，通常是在亞共析鋼中緩慢冷卻形成的。也有在共析鋼和過(guò)共析鋼網(wǎng)狀滲碳體旁上形成鐵素體網(wǎng)。網(wǎng)狀鐵素體嚴(yán)重割裂了珠光體之間的聯(lián)系，使鋼的強(qiáng)度(特別是抗拉、屈服強(qiáng)度)大大低于正常值，極易變形斷裂。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種去除鐵素體網(wǎng)金相組織提高鋼材強(qiáng)度的熱處理方法，通過(guò)熱處理工藝完全消除鋼材生產(chǎn)后因緩冷而出現(xiàn)的鐵素體網(wǎng)，進(jìn)一步提高鋼種的屈服、抗拉強(qiáng)度，避免鋼材在使用過(guò)程中受到外力而出現(xiàn)脆斷的情況。本發(fā)明提供的一種去除鐵素體網(wǎng)金相組織提高鋼材強(qiáng)度的熱處理方法，包括以下步驟：1)加熱階段：鋼材隨爐加熱到高于完全鋼種完全奧氏體化ac3溫度以上30℃；2)保溫階段：在步驟1)所述溫度條件下保溫；3)冷卻階段：保溫后將材料取出，控制冷卻速率為80℃/s≥平均冷卻速率≥40℃/s，即可。進(jìn)一步的，步驟2)中至少保溫20分鐘，保證材料完全奧氏體化。步驟2)中利用熱成像儀或熱模擬軟件計(jì)算材料完全達(dá)到奧氏體華溫度所需要的時(shí)間。進(jìn)一步的，步驟3)中采用沙冷、風(fēng)冷、空冷或水冷的方式進(jìn)行冷卻。進(jìn)一步的，步驟3)中根據(jù)觀察組織中以下3種金相組織狀態(tài)確定冷卻速率：a、網(wǎng)狀鐵素體全部消除；b、無(wú)馬氏體組織的出現(xiàn)；c、鐵素體與珠光體應(yīng)該均呈現(xiàn)出塊狀，互相均勻分布。本發(fā)明加熱鋼材溫度至完全奧氏體化，在冷卻階段利用一個(gè)合適的冷卻速率促使鐵素體沿奧氏體晶界長(zhǎng)大速度小于向晶內(nèi)的長(zhǎng)大速度，從而消除了鐵素體網(wǎng)的形成，使鐵素體呈塊狀，反應(yīng)在力學(xué)性能上可以提高鋼材的屈服、抗拉強(qiáng)度，避免了材料出現(xiàn)脆斷的可能性。避免了因鐵素體網(wǎng)的產(chǎn)生而導(dǎo)致鋼材的抗拉強(qiáng)度下降，可以挽救因強(qiáng)度不夠而判廢的鋼材，避免了經(jīng)濟(jì)價(jià)值上的損失。本發(fā)明中尤為關(guān)鍵的是控制冷卻速率，冷卻速率過(guò)快會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)材料的金相組織中出現(xiàn)馬氏體，導(dǎo)致材料的力學(xué)性能變硬變脆，達(dá)不到想要的效果；而速率過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)材料金相組織中又重新出現(xiàn)鐵素體網(wǎng)，因此冷卻速率是關(guān)鍵。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)以上的熱處理工藝，使得金相組織中出現(xiàn)了均勻的塊狀鐵素體與珠光體組織，沒(méi)有再出現(xiàn)鐵素體網(wǎng)組織，屈服、抗拉強(qiáng)度平均提升約90mpa。附圖說(shuō)明圖1為熱處理前試樣金相組織；圖2為熱處理后試樣金相組織；圖3為熱處理前拉伸試樣斷口面掃描照片；圖4為熱處理后拉伸試樣斷口面掃描照片。具體實(shí)施方式本本申請(qǐng)所用鋼材料的化學(xué)成分見(jiàn)表1所示：表1試驗(yàn)鋼材料化學(xué)成分csimnpsalsfe0.130.271.45≤0.015≤0.0050.035余量利用表1的配方和本領(lǐng)域常規(guī)手段制備得到的鋼材料進(jìn)行本發(fā)明所述的熱處理工藝。實(shí)施例1一種去除鐵素體網(wǎng)金相組織提高鋼材強(qiáng)度的熱處理方法，包括以下步驟：1)加熱階段：鋼材隨爐加熱到高于完全鋼種完全奧氏體化ac3溫度以上30℃；2)保溫階段：在步驟1)所述溫度條件下保溫；3)冷卻階段：保溫后將材料取出，風(fēng)冷(將試樣利用風(fēng)吹的形式冷卻)，冷卻速率為60℃/s≥平均冷卻速率≥40℃/s。圖1為熱處理前試樣金相組織；圖2為熱處理后試樣金相組織；由圖1、圖2可知試驗(yàn)前其金相組織中鐵素體分布主要呈網(wǎng)狀；試驗(yàn)后其金相組織中鐵素體呈塊狀分布。由圖3、圖4可知試驗(yàn)材料試驗(yàn)前后其拉伸試樣斷口面截然不同，試驗(yàn)前試樣中由于網(wǎng)狀鐵素體的金相組織存在，網(wǎng)狀鐵素體嚴(yán)重割裂了珠光體之間的聯(lián)系，增大了鋼的脆性，導(dǎo)致在拉伸過(guò)程中容易產(chǎn)生細(xì)小裂紋，分散的裂紋得以貫通形成比較大的裂紋，在試樣完全被拉斷之前，珠光體與鐵素體之間的界面以及在珠光體內(nèi)部生成的裂紋已經(jīng)互相連接形成了明顯的裂縫，這時(shí)正常組織區(qū)還可以繼續(xù)發(fā)生變形，直至試樣完全被拉斷，這就導(dǎo)致了試樣出現(xiàn)抗拉強(qiáng)度低的情況。而經(jīng)過(guò)熱處理后的試樣拉伸效果就明顯較好，由于消除了網(wǎng)狀鐵素體，珠光體與鐵素體的形態(tài)較為平均，晶粒之間受力得以平衡的，拉伸試樣斷口受力平均，反應(yīng)到試驗(yàn)數(shù)據(jù)上就是抗拉強(qiáng)度較高。實(shí)施例2一種去除鐵素體網(wǎng)金相組織提高鋼材強(qiáng)度的熱處理方法，包括以下步驟：1)加熱階段：鋼材隨爐加熱到高于完全鋼種完全奧氏體化ac3溫度以上30℃；2)保溫階段：在步驟1)所述溫度條件下保溫；3)冷卻階段：保溫后將材料取出，沙冷(將試樣埋在沙子中冷卻)，控制冷卻速率為100℃/s≥平均冷卻速率≥60℃/s。實(shí)施例3一種去除鐵素體網(wǎng)金相組織提高鋼材強(qiáng)度的熱處理方法，包括以下步驟：1)加熱階段：鋼材隨爐加熱到高于完全鋼種完全奧氏體化ac3溫度以上30℃；2)保溫階段：在步驟1)所述溫度條件下保溫；3)冷卻階段：保溫后將材料取出，水冷(將試樣放在水中冷卻)，冷卻速率為180℃/s≥平均冷卻速率≥120℃/s。根據(jù)不同的組織形態(tài)可以得到相應(yīng)的力學(xué)性能，由于熱處理后組織中網(wǎng)狀鐵素體應(yīng)全部消除，鐵素體與珠光體均以塊狀均勻分布，也沒(méi)有因?yàn)槔渌龠^(guò)快二出現(xiàn)馬氏體。所以材料不僅屈服、抗拉強(qiáng)度得以提升，避免了在使用過(guò)程中出現(xiàn)脆斷的情況。通過(guò)實(shí)施例1-3熱處理后試樣抗拉強(qiáng)度見(jiàn)表2所示。表2力學(xué)性能編號(hào)屈服強(qiáng)度(mpa)抗拉強(qiáng)度(mpa)原始試樣385540實(shí)施例1490603實(shí)施例2480595實(shí)施例3476602試驗(yàn)樣均是采用以上說(shuō)明的試驗(yàn)工藝。從三組試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，強(qiáng)度上均有一定的提升，屈服強(qiáng)度平均提升約97mpa，抗拉強(qiáng)度平均提升約60mpa。當(dāng)前第1頁(yè)12