中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法，該方法包括如下步驟：（1）中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼工件裝入爐溫為600℃以下的加熱爐，在600±50℃保溫1-2小時(shí)；（2）經(jīng)步驟（1）處理后，爐溫升至臨界點(diǎn)Ac3＋(30～80)℃的溫度后，保溫T分鐘，其中，T=KD，K為0.6～1.2min/mm，D為工件的有效厚度；（3）經(jīng)步驟（2）處理后，工件浸入淬火介質(zhì)，冷卻至50-250℃后取出。該方法能顯著縮短中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼奧氏體化保溫時(shí)間，節(jié)約能耗，改善了作業(yè)環(huán)境，增加有效硬化層深度，提高淬火硬度均勻性，減少了脫碳，避免淬火變形、開裂。
【專利說明】中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熱處理淬火領(lǐng)域，具體涉及一種中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼材按照淬透性分為低、中、高三類，對(duì)高淬透性調(diào)質(zhì)鋼來說油淬臨界直徑大于 60_。目前傳統(tǒng)高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼制件的熱處理淬火工藝一般是：鋼在臨界點(diǎn)Ac3溫度 +30?50°C入爐，在該溫度下經(jīng)過均溫保溫后放入油中迅速冷卻淬火，Ac3為加熱時(shí)鐵素體 全部轉(zhuǎn)變成奧氏體的終了溫度。傳統(tǒng)的淬火奧氏體化保溫時(shí)間較長，能耗大，淬火油在高溫 中揮發(fā)，容易導(dǎo)致環(huán)境污染。隨著水溶液聚合物類淬火介質(zhì)的普及與應(yīng)用以及對(duì)淬火冷卻 過程機(jī)理研究的深入，引進(jìn)計(jì)算機(jī)模擬方法對(duì)淬火冷卻過程中的瞬態(tài)溫度場、組織轉(zhuǎn)變、應(yīng) 力應(yīng)變的三維計(jì)算機(jī)仿真模擬，使淬火冷卻技術(shù)在近十幾年來有了長足的發(fā)展，從單一淬 火介質(zhì)的不可控冷卻過程發(fā)展了淬火冷卻控制技術(shù)，發(fā)展了一些新的淬火冷卻技術(shù)，控時(shí) 浸淬冷卻技術(shù)就是其中之一，但對(duì)于中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼制件，鋼的裂紋敏感性和白 點(diǎn)敏感性均較大，因其碳當(dāng)量較高，難于用深冷急冷的強(qiáng)烈淬火方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是對(duì)現(xiàn)有中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼制件的熱處理淬火工藝進(jìn)行改 進(jìn)，提供一種改進(jìn)的中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法。
[0004] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下： 中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法，包括如下步驟： (1) 中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼工件裝入爐溫為600°c以下的加熱爐，在600±50°C保溫 1-2小時(shí)； (2) 經(jīng)步驟（1)處理后，爐溫升至臨界點(diǎn)Ac3 + (30?80) °C的溫度后，保溫T分鐘，其 中，T=KD，K為0· 6?1. 2min/mm，D為工件的有效厚度； (3) 經(jīng)步驟（2)處理后，工件浸入淬火介質(zhì)，冷卻至50-250°C后取出。
[0005] 進(jìn)一步，步驟（3)所述淬火介質(zhì)為5-15wt%的NaCl水溶液或2-25 wt %PAG淬火 液。
[0006] 有益效果 1、本發(fā)明的淬火方法能增快鋼件相變重結(jié)晶速度，從而顯著縮短中碳高淬透性合金調(diào) 質(zhì)鋼奧氏體化時(shí)的保溫時(shí)間，節(jié)約能耗。
[0007] 2、用NaCl水溶液或PAG淬火液(為聚烷撐乙二醇類淬火介質(zhì))取代淬火油，免除了 油在高溫中揮發(fā)所致的環(huán)境污染，改善了作業(yè)環(huán)境，同時(shí)通過控制工件出淬火介質(zhì)時(shí)的溫 度，還能增加淬火件的有效硬化層深度，得到更多的細(xì)板條馬氏體。
[0008] 3、采用本發(fā)明的淬火方法可以顯著提高工件的屈服強(qiáng)度和沖擊吸收能量，有效提 高鋼件的強(qiáng)韌性，尤其是低溫沖擊韌性。
[0009] 4、采用本發(fā)明的淬火方法可以在大截面工件上得到比較細(xì)小而均勻的奧氏體晶 粒，減少了脫碳，避免淬火變形、開裂，提高淬火硬度均勻性。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011] 本發(fā)明處理的中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼如40CrNiMoA、34CrNi IMo、34CrNiMo6、 34CrNi3Mo、30Cr2Ni2Mo 等合金調(diào)質(zhì)鋼。
[0012] 實(shí)施例1 以長為11米，Φ 155 mm的40CrNiMoA合金調(diào)質(zhì)鋼（臨界點(diǎn)Ac3溫度為790°C )最終硬 度要求32?37HRC為例。
[0013] 將40CrNiM〇A合金調(diào)質(zhì)鋼工件裝入爐溫為450°C的加熱爐中，隨爐升到 600±50°C，在該溫度下保溫1小時(shí)后，全功率將爐溫升到840°C，按照T=KXD，其中， K=0. 8min/mm，D為工件的有效厚度（_，采用等效圓計(jì)算有效厚度，此處D=155mm)，確定工 件在840°C下的停留時(shí)間T(min)，使工件透燒即可。以NaCl水溶液為淬火介質(zhì)，將透燒后的 工件從爐內(nèi)取出，迅速浸入NaCl水溶液中，用攪拌器以1440r/min以上的轉(zhuǎn)速劇烈攪拌淬 火介質(zhì)，NaCl水溶液濃度控制在5-15wt%即可，工件最終出淬火液的溫度控制在50-250°C (應(yīng)保證使工件最厚部位< 250°C，最薄部位> 50°C，在生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)用秒表并配合遠(yuǎn)紅外測 溫儀控制)，淬火烈度Η為2-5。
[0014] 傳統(tǒng)淬火為：將相同工件直接裝入爐溫840°C的加熱爐中，保溫溫度840°C，保溫 時(shí)間T=akD，加熱系數(shù)α取1.5 min/mm，工件裝爐修正系數(shù)k取1. 1，D=155mm，保溫后迅 速浸入常規(guī)的淬火油，出油溫度控制在150°C以下。
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法，包括如下步驟： (1) 中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼工件裝入爐溫為600°c以下的加熱爐，在600±50°C保溫 1-2小時(shí)； (2) 經(jīng)步驟（1)處理后，爐溫升至臨界點(diǎn)Ac3 + (30?80) °C的溫度后，保溫T分鐘，其 中，T=KD，K為0· 6?1. 2min/mm，D為工件的有效厚度； (3) 經(jīng)步驟（2)處理后，工件浸入淬火介質(zhì)，冷卻至50-250°C后取出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述中碳高淬透性合金調(diào)質(zhì)鋼的淬火方法，其特征在于，步驟（3)所 述淬火介質(zhì)為5-15wt%的NaCl水溶液或2-25 wt %的PAG淬火液。
【文檔編號(hào)】C21D1/18GK104109738SQ201410345680
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月21日
【發(fā)明者】張虹, 馬秀英, 付躍利, 劉占斌, 趙春江 申請(qǐng)人:巨力索具股份有限公司