一種中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及中高碳鋼結(jié)構(gòu)件、焊接件熱影響區(qū)的組織細(xì)化熱處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中高碳鋼是一種歷史較長、使用量較大的鋼材，針對(duì)中高碳鋼的晶粒尺寸細(xì)化方面，目前普遍材料的方法有:對(duì)材料進(jìn)行冷變形后再加熱，控制再結(jié)晶溫度，通過變形晶粒重新結(jié)晶的過程來實(shí)現(xiàn)對(duì)晶粒的細(xì)化，但如果變形不均勻則會(huì)出現(xiàn)明顯的再結(jié)晶不完全或是混晶，同時(shí)一些結(jié)構(gòu)件并不能進(jìn)行直接的冷變形加工，因此其應(yīng)用也比較有限；還有通過控乳控冷的工藝方法，快速冷卻控制動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的長大過程來完成對(duì)晶粒尺寸的控制，或是通過添加合金元素，析出彌散相來穩(wěn)定晶界，防止再結(jié)晶晶粒晶粒長大，但其應(yīng)用范圍以及成本方面也具有較大局限性；還有的熱處理方法則是采用反復(fù)正火的方法進(jìn)行，但該方法效果差，能耗大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于通過控制熱處理的冷卻速度、相變組織及奧氏體化溫度，實(shí)現(xiàn)提高奧氏體晶粒形核率，控制晶粒長大溫度的一種熱處理技術(shù)，以滿足相關(guān)只能通過熱處理來細(xì)化晶粒的工藝需求。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明是一種中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理方法，它是將中高碳鋼構(gòu)件加熱(對(duì)局部的處理可以采用感應(yīng)加熱等快速加熱方法)到對(duì)應(yīng)的相變點(diǎn)六。3或A點(diǎn)以上50-100°C范圍，保溫一段時(shí)間完成奧氏體化。然后將奧氏體化的構(gòu)件快速浸入200-450°C的等溫槽中，攪動(dòng)等溫槽內(nèi)冷卻介質(zhì)對(duì)流，加速冷卻，保溫時(shí)間在0.1-5秒內(nèi)，然后快速離開鹽槽，在室溫下停留0-30分鐘左右，然后將試樣進(jìn)行快速加熱，加熱速度> 20 0C /分鐘，到相變點(diǎn)43或A ccn點(diǎn)以上10-100°C范圍保溫20-40分鐘完成重新奧氏體化，即完成晶粒細(xì)化熱處理。若出現(xiàn)混晶可再次進(jìn)行以上操作。
[0005]本發(fā)明能通過熱處理的工藝技術(shù)方案，有效細(xì)化碳素鋼的晶粒尺寸，通過工藝手段滿足碳素鋼及制品的組織優(yōu)化需求，對(duì)提高性能具有顯著作用。
[0006]【附圖說明】:
圖1是實(shí)施例1處理前的組織晶粒形貌金相圖；
圖2是實(shí)施例1按照本發(fā)明的方法處理后的組織晶粒形貌金相圖；
圖3是實(shí)施例2處理前的組織晶粒形貌金相圖；
圖4是實(shí)施例2按照本發(fā)明的方法處理后的組織晶粒形貌金相圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0008]實(shí)施例1: 對(duì)直徑16mm的70鋼坯料，由于熱處理過熱晶粒發(fā)生異常長大，將其在840°C奧氏體化保溫40分鐘后，快速浸入300°C攪動(dòng)的鹽槽中等溫1-5秒后立刻取出，在空氣中采用風(fēng)冷或在室溫下放置，冷卻1-10分鐘。然后重新放入800-860°C的爐中加熱，保溫30分鐘完成奧氏體化，隨后出爐淬火，可將晶粒從5-6級(jí)細(xì)化到7級(jí)以上，如圖1所示，過熱坯料原奧氏體晶粒尺寸平均為46.34um，6級(jí)左右，且混晶明顯。經(jīng)本發(fā)明的方法處理后，平均晶粒尺寸為32.42um，約為7級(jí)，晶粒比較均勻，如2所示。
[0009]實(shí)施例2:
對(duì)小尺寸構(gòu)件65Mn鋼板，采用高壓縮空氣將構(gòu)件奧氏體化后在0.1-8秒內(nèi)快速冷卻到該鋼的Ms點(diǎn)以上450°C以下溫度范圍內(nèi)形成過冷奧氏體，然后在室溫下停留0-30分鐘左右，然后將試樣進(jìn)行快速加熱，加熱速度> 20°C /分鐘，到相變點(diǎn)Ae3SAeeniA以上10-100°C范圍保溫20-40分鐘完成重新奧氏體化，即完成晶粒細(xì)化熱處理，若出現(xiàn)混晶可再次進(jìn)行以上操作，圖3展示了處理前過熱65Mn晶粒形貌，圖4展示了采用本發(fā)明的方法處理兩次后的晶粒形貌。
[0010]當(dāng)然，以上只是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，本發(fā)明還有其他的實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理方法，其特征在于它包括如下步驟:將中高碳鋼構(gòu)件加熱到對(duì)應(yīng)材料的相變點(diǎn)AdSArail點(diǎn)以上，保溫一段時(shí)間完成奧氏體化；然后將奧氏體化的構(gòu)件快速冷卻到Ms點(diǎn)以上至450°C范圍就立刻停止冷卻，讓其自然在室溫或低于Ms點(diǎn)溫度的環(huán)境下停留0-30分鐘；然后將構(gòu)件快速加熱完成重新奧氏體化，然后空冷或淬火到室溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理技術(shù)，其特征在于:所述快速冷卻是指0.1-5秒內(nèi)完成冷卻。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理技術(shù)，其特征在于:所述快速冷卻的方式可用流體噴射的方法或等溫槽在介質(zhì)中等溫的方法。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理技術(shù)，其特征在于:快速冷卻所到的溫度為材料的馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms到450°C范圍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理技術(shù)，其特征在于:所述快速加熱完成重新奧氏體化的加熱速度> 20°C /分鐘。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理技術(shù)，其特征在于:所述快速加熱完成重新奧氏體化是重新升溫到相變點(diǎn)六。3或Arail點(diǎn)以上10-100°C范圍保溫0-40分鐘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種中高碳鋼晶粒細(xì)化熱處理方法，它包括如下步驟：將中高碳鋼構(gòu)件加熱到對(duì)應(yīng)材料的相變點(diǎn)Ac3或Accm點(diǎn)以上，保溫一段時(shí)間完成奧氏體化；然后將奧氏體化的構(gòu)件快速冷卻到Ms點(diǎn)以上至450℃范圍內(nèi)，然后立刻停止冷卻，在室溫或低于Ms點(diǎn)溫度的環(huán)境下自然停留0-30分鐘；然后將構(gòu)件快速加熱完成重新奧氏體化，然后空冷或淬火到室溫。本發(fā)明能通過熱處理的工藝技術(shù)方案，有效細(xì)化碳素鋼的晶粒尺寸，通過工藝手段滿足碳素鋼及制品的組織優(yōu)化需求，對(duì)提高性能具有顯著作用。
【IPC分類】C21D1/20, C21D6/00
【公開號(hào)】CN105506248
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510150917
【發(fā)明人】梁宇, 梁益龍, 萬明攀, 熊虎
【申請(qǐng)人】貴州大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年4月1日