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一种低合金铬钼超纯冶炼高强棒材热处理工艺

阅读:715发布:2023-05-27

专利汇可以提供一种低合金铬钼超纯冶炼高强棒材热处理工艺专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开一种低 碳 低 合金 铬钼 钒 超纯 冶炼 高强 钢 棒材 热处理 工艺,能够改善 锻造 加工后棒材整体金相组织,达到 软化 的目的。具体热处理工艺:以不大于60℃/h升温至800℃±10℃,保温时间T1,以不大于30℃/h随炉冷至680℃±10℃,保温时间T2,以不大于50℃/h,降温至450℃出炉;保温 温度 根据Cr-Mo-V钢的Ac1(740℃)和Ac3(870℃)参考制定,保温时间根据棒材直径(D)规格大小规定。本发明有益效果:获得Cr-Mo-V钢 退火 硬度最佳值,棒材硬度(HBW)138~160,极大地消除了棒材加工硬化后残余内应 力 ,改善了机加工性能,在低碳低合金Cr-Mo-V系列合金结构钢热处理工艺方面有所突破,具有较大的工程应用价值。,下面是一种低合金铬钼超纯冶炼高强棒材热处理工艺专利的具体信息内容。

1.一种低合金铬钼超纯冶炼高强棒材热处理工艺,其特征在于,所述高强钢棒材热处理工艺:以不大于60℃/h升温至800℃±10℃,保温时间T1,以不大于30℃/h随炉冷至680℃±10℃,保温时间T2,以不大于50℃/h,降温至450℃出炉。
2.根据权利要求1所述一种低碳低合金铬钼钒超纯冶炼高强钢棒材热处理工艺,其特征在于,所述高强钢棒材热处理工艺的保温温度根据Cr-Mo-V钢的Ac1(740℃)和Ac3(870℃)参考制定;保温时间根据棒材直径(D)规格大小规定:D<Φ100时,T1=8h±2h,T2=12h±
2h;Φ100≤D≤Φ150时,T1=10h±2h,T2=15h±2h,保温时间依据实际生产量适当调整延长。
3.根据权利要求1或2所述一种低碳低合金铬钼钒超纯冶炼高强钢棒材热处理工艺,其特征在于,所述高强钢棒材热处理工艺:250方中间坯料在3吨电液锤锻造加工成Φ85棒材,棒材红送退火热处理,以小于≤60℃/h的升温速度加热,在800℃±10℃均热保温6h后炉冷到680℃±10℃,到680℃±10℃均热保温13h后以≤50℃/h冷却到425℃~432℃出炉空冷;
棒材退火硬度(HBW)140~144,退火态微观组织为平衡态的球状珠光体。
4.根据权利要求1或2所述一种低碳低合金铬钼钒超纯冶炼高强钢棒材热处理工艺,其特征在于,所述高强钢棒材热处理工艺:250方中间坯料在3吨电液锤锻造加工成Φ95棒材,棒材红送退火热处理,以小于≤60℃/h的升温速度加热,在800℃±10℃均热保温7h后炉冷到680℃±10℃,到680℃±10℃均热保温14h后以≤50℃/h冷却到440℃~445℃出炉空冷;
棒材退火硬度(HBW)142~148,退火态微观组织为平衡态的球状珠光体。
5.根据权利要求1或2所述一种低碳低合金铬钼钒超纯冶炼高强钢棒材热处理工艺,其特征在于,所述高强钢棒材热处理工艺:250方中间坯料在3吨电液锤锻造加工成Φ135棒材,棒材红送退火热处理,以小于≤60℃/h的升温速度加热,在800℃±10℃均热保温10h后炉冷到680℃±10℃,到680℃±10℃均热保温13h后以≤50℃/h冷却到430℃~438℃出炉空冷;棒材退火硬度(HBW)138~141,退火态微观组织为平衡态的球状珠光体。

说明书全文

一种低合金铬钼超纯冶炼高强棒材热处理工艺

技术领域

[0001] 本发明属于双真空冶炼低碳Cr-Mo-V高强钢棒材热处理领域,涉及自耗钢锭经锻造加工后改善及软化棒材组织的热处理工艺,具体涉及低碳低合金贝氏体高强钢为Cr-Mo-V系列合金结构钢。

背景技术

[0002] Cr-Mo-V钢是低碳低合金贝氏体高强钢,化学成分质量百分含量为碳:0.12%~0.15%,锰:0.8%~1.1%,不大于0.06%,铬:1.25%~1.5%,钼:0.8%~1.0%,钒:
0.2%~0.3%,S不大于0.002%,磷不大于0.003%,其余为Fe。;钢纯净度高(图2),经淬火加高温回火处理后,具有优异的强韧性匹配:Rm≥1100MPa、硬度(HBW):330~350、Ku2≥
110J、A≥15%、Z≥60%、良好的冲压性能及焊接性能,现已广泛应用在航空工业的关键结构组件,为直升机专用高强钢材料,主要应用于直升机减速器上的拉杆、齿盘、发动机垫圈及夹子等关键承部件。Cr-Mo-V钢淬透性较好,锻造加工后经Ac1或Ac3以下温度长时间退火处理后,基体上弥散少量颗粒状和大量片状碳化物,碳化物未能大量溶解,大部分仍以片状碳化物残留下来(图3,图4),随着保温时间的延长,片状碳化物部分溶入素体中,基体的平均碳含量未能得到降低,往往得到下贝氏体/氏体非平衡态组织,难以获得珠光体/铁素体平衡态组织,无法达到软化效果,平均硬度(HBW)高达240以上,而技术要求退火硬度(HBW)不大于197,以至于导致机加工困难,这是Cr-Mo-V钢生产商棒材交货的难点之一,Cr-Mo-V钢锻后热处理工艺国内外均未有明确的参数。

发明内容

[0003] 本发明公开一种低碳低合金铬钼钒超纯冶炼高强钢棒材热处理工艺,能够改善锻造加工后棒材整体金相组织,实现软化的目的。
[0004] 具体热处理工艺(工艺曲线图1):以不大于60℃/h升温至800℃±10℃,保温时间T1,以不大于30℃/h随炉冷至680℃±10℃,保温时间T2,以不大于50℃/h,降温至450℃出炉。
[0005] 热处理温度根据Cr-Mo-V钢的Ac1(740℃)和Ac3(870℃)参考制定,保温时间根据棒材直径(D)规格大小规定:D<Φ100时,T1=8h±2h,T2=12h±2h;Φ100≤D≤Φ150时,T1=10h±2h,T2=15h±2h,保温时间依据实际生产量适当调整延长。
[0006] 本发明机理分析:热处理后,基体微观组织呈平衡态球状珠光体,800℃±10℃保温后部分奥氏体化,大部分碳化物未发生溶解,以片状碳化物残留下来,碳化物得到粗化,炉冷到680℃±10℃保温的过程中,片状碳化物逐步形成颗粒状碳化物,随着等温时间的延长,颗粒状碳化物得到球化,基体不断向晶界排碳,并偏聚在晶界或位错线附近,促进碳化物完成球化演变,基体的平均碳含量降低,软化效果最佳。
[0007] 本发明有益效果:获得Cr-Mo-V钢退火硬度最佳值,棒材硬度(HBW)138~160,极大地消除了棒材加工硬化后残余内应力,改善了机加工性能,在低碳低合金Cr-Mo-V系列合金结构钢热处理工艺方面有所突破,具有较大的工程应用价值。附图说明
[0008] 图1是热处理工艺曲线图;
[0009] 图2是低碳低合金贝氏体高强钢原始态微观组织;
[0010] 图3是680℃退火处理微观组织片状碳化物残留;
[0011] 图4是800℃退火处理微观组织片状碳化物残留;
[0012] 图5是Φ85退火态微观组织平衡态的球状珠光体;
[0013] 图6是Φ95退火态微观组织平衡态的球状珠光体;
[0014] 图7是Φ135退火态微观组织平衡态的球状珠光体。具体实施方案
[0015] 实施例1~3经真空感应+真空自耗冶炼成Φ406钢锭,自耗钢锭经2000快锻开250方中间坯料。
[0016] 实施例1
[0017] 棒材规格:Φ85
[0018] 中间坯料在3吨电液锤锻造加工成Φ85棒材,棒材红送退火热处理,以小于≤60℃/h的升温速度加热,在800℃±10℃均热保温6h后炉冷到680℃±10℃,到680℃±10℃均热保温13h后以≤50℃/h冷却到425℃~432℃出炉空冷;棒材退火硬度(HBW)140~144,退火态微观组织为平衡态的球状珠光体(见图5)。
[0019] 实施例2
[0020] 棒材规格:Φ95
[0021] 中间坯料在3吨电液锤锻造加工成Φ95棒材,棒材红送退火热处理,以小于≤60℃/h的升温速度加热,在800℃±10℃均热保温7h后炉冷到680℃±10℃,到680℃±10℃均热保温14h后以≤50℃/h冷却到440℃~445℃出炉空冷;棒材退火硬度(HBW)142~148,退火态微观组织为平衡态的球状珠光体(见图6)。
[0022] 实施例3
[0023] 棒材规格:Φ135
[0024] 中间坯料在3吨电液锤锻造加工成Φ135棒材,棒材红送退火热处理,以小于≤60℃/h的升温速度加热,在800℃±10℃均热保温10h后炉冷到680℃±10℃,到680℃±10℃均热保温16h后以≤50℃/h冷却到430℃~438℃出炉空冷;棒材退火硬度(HBW)138~141,退火态微观组织为平衡态的球状珠光体(见图7)。
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