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CN105714061A - 提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法 - Google Patents

提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法 Download PDF

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CN105714061A
CN105714061A CN201610129131.9A CN201610129131A CN105714061A CN 105714061 A CN105714061 A CN 105714061A CN 201610129131 A CN201610129131 A CN 201610129131A CN 105714061 A CN105714061 A CN 105714061A
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CN
China
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temperature
30crni2mov
impact toughness
low
steel
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Pending
Application number
CN201610129131.9A
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English (en)
Inventor
许晓静
陈洋
胡华军
谈成
蔡杰
戈晓岚
韩天
汪成松
杨帆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu University
Original Assignee
Jiangsu University
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering

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  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

一种提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法,其特征是：先将锻造后的钢锻件进行常规奥氏体化处理，再将钢锻件随炉降温至Ac3温度附近，接着进行二次加热至780℃~810℃并保温2h±0.5 h，然后再进行淬火和最终的回火。本发明晶粒尺寸细化；可以在大提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的同时，对室温抗拉强度和室温延伸率影响不大。本发明可满足我国火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的大型承力和传动结构部件的制造需求。

Description

提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法
技术领域
本发明涉及一种金属热处理方法，尤其是一种30CrNi2MoV钢的热处理方法，具体地说是一种通过在Ac3温度附近增加加热保温工序的方法来提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性。
背景技术
30CrNi2MoV钢是一种中碳中合金钢，具有高的淬透性和良好的综合力学性能，常用于制造高强韧性的大型（重量一般在4吨以上）锻件，广泛用于制造火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的承力和传动结构部件。
30CrNi2MoV钢常在较低温度下工作，对其低温冲击韧性有较高的要求。一般地，钢铁材料的奥氏体化工艺是影响其淬火回火后性能的重要因素。亚温淬火可以提高钢铁材料的低温冲击韧性，但提高低温冲击韧性的亚温淬火通常是在正常淬火后进行，这里正常淬火的目的是通过其较高温度的奥氏体化处理使钢铁材料的成分、组织均匀化，而后续亚温淬火则通过其产生的组织细化、少量铁素体的保留等提高钢铁材料的低温冲击韧性和强度。但是，这种正常淬火+亚温淬火提高钢铁材料低温冲击韧性的方法，涉及二个独立的淬火，工艺相对复杂，成本相对较高。如能通过常规奥氏体化+降温至Ac3温度附近继续加热然后淬火的一步处理提高钢铁材料的低温冲击韧性，无疑具有工艺相对简单、成本相对较低的优点。
至今为止，尚未有一种适合30CrNi2MoV钢的基于常规奥氏体化+降温至Ac3温度附近继续加热提高30CrNi2MoV钢低温冲击韧性方法可供使用，一定程度上限制了30CrNi2MoV钢的品质的提升和制造成本的下降。
发明内容
本发明的目的是针对现有的工艺方法在提高30CrNi2MoV钢抗低温冲击韧性中存在的工艺复杂、成本高、难以推广的问题，发明一种基于增加Ac3温度（约815℃）附近加热工序来提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法。
本发明的技术方案是：
一种提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法,其特征是：先将锻造后的钢锻件进行常规奥氏体化处理，再将钢锻件随炉降温至Ac3温度附近，接着通过降温或进行二次加热至780℃~810℃并保温2h±0.5h，然后再进行淬火和最终的回火。
所述的Ac3温度附近加热工序，其特征是其最佳温度为780℃。
本发明的有益效果：
（1）本发明可以在显著提高30CrNi2MoV钢锻件的低温冲击韧性的同时，保持其抗拉强度变化不大。如以实施例一、实施例二与对比例一相比，晶粒尺寸细化，-40℃低温冲击韧性AKV(-40℃)提高了27.1~11.4%，室温抗拉强度提高了2.9~-6.9%、延伸率提高了-5.3~1.3%。
（2）本发明通过大量的试验获得了理想的基于在常规奥氏体化后增加降温至Ac3温度附近继续加热工序提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法，尤其是通过大量的试验获得了最佳的低温奥氏体化温度780℃，按本发明的工艺能容易地提高30CrNi2MoV钢锻件的低温冲击韧性。
（3）本发明在一定程度上打破了国外对大型锻件热处理工艺的技术封锁，可满足我国火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的大型承力和传动结构部件的制造需求。
附图说明
图1实施例一：860℃′6h+780℃′2h油淬，600℃′16h油冷回火处理后的金相组织。
图2实施例二：860℃′6h+810℃′2h油淬，600℃′16h油冷回火处理后的金相组织。
图3对比例一：860℃′6h油淬，600℃′16h油冷回火处理后的金相组织。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随炉降温至Ac3温度（约815℃）附近，接着再将炉温降至780℃保温2h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷至室温(晶粒尺寸如图1所示，比对比例晶粒尺寸如图3所示要小)。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为40.3J，室温抗拉强度Rm为1043.6MPa，室温延伸率A5为35.65%。
实施例二
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，降温至Ac3温度（约815℃）附近，接着再将炉温降至810℃保温2.5h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷至室温(晶粒尺寸如图2所示，比对比例晶粒尺寸如图3所示要小)。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为35.3J，室温抗拉强度Rm为943.5MPa，室温延伸率A5为38.13%。
实施例三
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，降温至Ac3温度（约815℃）附近，接着再将炉温降至795℃保温1.5h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷至室温(晶粒尺寸与图2相似，比对比例晶粒尺寸如图3所示要小)。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为38.3J，室温抗拉强度Rm为983.5MPa，室温延伸率A5为37.13%。
对比例一
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷至室温(晶粒尺寸如图3所示，比实施例晶粒尺寸如图1、2所示要大)。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为31.7J，室温抗拉强度Rm为1014.1MPa，室温延伸率A5为37.63%。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的方法,其特征是：先将锻造后的钢锻件进行常规奥氏体化处理，再将钢锻件随炉降温至Ac3温度附近，接着进行二次加热至780℃~810℃并保温2h±0.5h，然后再进行淬火和最终的回火。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的常规奥氏体化处理的工艺参数为860℃′6h；所述的淬火采用油冷的方式进行；所述的回火的工艺参数为600℃′16h处理后油冷。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的二次加热温度为780℃。
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