[go: up one dir, main page]

CN116516263B - 2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法 - Google Patents

2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116516263B
CN116516263B CN202310467897.8A CN202310467897A CN116516263B CN 116516263 B CN116516263 B CN 116516263B CN 202310467897 A CN202310467897 A CN 202310467897A CN 116516263 B CN116516263 B CN 116516263B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
cooling
temperature
air
maraging steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202310467897.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116516263A (zh
Inventor
张�林
张盟
刘鑫
周成双
张凯宇
张万亮
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.)
Zhejiang University of Technology ZJUT
Original Assignee
Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University of Technology ZJUT filed Critical Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority to CN202310467897.8A priority Critical patent/CN116516263B/zh
Publication of CN116516263A publication Critical patent/CN116516263A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116516263B publication Critical patent/CN116516263B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
    • 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
    • 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
    • C21D1/62—Quenching devices
    • 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
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • 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
    • C21D11/00—Process control or regulation for heat treatments
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • 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
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0247—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the heat treatment
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0006—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces
    • C21D9/0018—Details, accessories not peculiar to any of the following furnaces for charging, discharging or manipulation of charge
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0062—Heat-treating apparatus with a cooling or quenching zone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C22C38/105—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt containing Co and Ni
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/24—Nitriding
    • C23C8/26—Nitriding of ferrous surfaces
    • 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
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/008—Martensite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

本发明公开了一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，选择由镍、钴、钼、碳、硅、硫、磷和铁组成的板状的马氏体时效钢，马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为：镍：16%‑20%，钴：12%‑16%，钼：5%‑8%，碳：少于0.03%，硅：少于0.01%，硫：少于0.001%，磷：少于0.001%，余量为铁；将马氏体时效钢依次进行冷轧变形处理、固溶处理、降温循环热处理和短时渗氮时效处理，得到2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢的工件；本发明的马氏体时效钢工件具有超高抗拉强度、一定延展和表面无氧化层的特点。

Description

2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法
技术领域
本发明属于马氏体时效钢生产工艺技术领域，尤其是涉及一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法。
背景技术
马氏体时效钢的抗拉强度，是通过时效处理过程中析出纳米级金属间化合物，即达到弥散强化效果的超低碳钢；超低碳钢的碳含量通常不超过0.03％，其主要合金元素为镍、钴、钼和钛。马氏体时效钢的冶炼，通常采用真空感应炉熔炼+真空自耗炉重熔的双真空冶炼工艺，上述工艺能有效控制钢中的杂质元素含量、降低元素偏析比例以及提高材料均匀性，从而保证材料的强度不受影响。
马氏体时效钢因具有超高强度、良好的加工性能以及优异的焊接性能等突出优势，在结构材料和超高强度钢领域中有着十分广阔的发展前景。然而材料强度的提升，往往伴随着塑韧性的下降，经过传统固溶处理和时效处理后的马氏体时效钢，以18Ni(350)马氏体时效钢为例，其最大抗拉强度能达到2300MPa以上，但断后延伸率不足10％，断面收缩率下降到55％以下。因此，如何在保证马氏体时效钢强度水平不被影响的同时提升其塑韧性，是一个急需解决的问题。
此外，马氏体时效钢的耐磨性一般，不能直接承受长时间的高频摩擦。
发明内容
本发明目的是为了克服现有工艺的不足，提供了一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，包括如下步骤：
选择由镍、钴、钼、碳、硅、硫、磷和铁组成的板状的马氏体时效钢，马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为：镍：16％-20％，钴：12％-16％，钼：5％-8％，碳：少于0.03％，硅：少于0.01％，硫：少于0.001％，磷：少于0.001％，余量为铁；
将马氏体时效钢依次进行冷轧变形处理、固溶处理、降温循环热处理和短时渗氮时效处理，得到2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢的工件；其中，固溶处理和降温循环热处理均在真空回收纯化气体淬火炉进行；
所述真空回收纯化气体淬火炉包括炉体，设于炉体左部内的加热室和冷却室；炉体左端设有炉门，加热室位于冷却室左侧，加热室上设有若干个加热器，加热室左端设有进料口，进料口上设有翻转盖板；炉体右部内设有高温气体回收纯化机构和冷却循环机构；炉体上侧壁上设有开孔，开孔设有密封盖板，加热室和冷却室之间设有可穿过开孔的隔温板，加热室的底板上设有送料装置；加热室顶端设有第一温度压力传感器，冷却室的室壁上设有第二温度压力传感器；还包括用于给冷却室抽真空的真空泵和用于向冷却室中充入氦气的外部气瓶；外部气瓶上设有第一电磁阀；冷却循环机构包括向左开口的U形的气体管道，设于冷却室顶部和底部的若干个气体喷嘴，高温气体回收纯化机构位于冷却室的右侧壁和气体管道右端的左侧壁之间；气体管道分别与各个气体喷嘴连接，气体管道右端的右侧壁上设有气冷电机，气冷电机上设有气冷风扇，气冷风扇上设有若干个用于向气体管道内喷气的气冷喷头；还包括控制器，控制器分别与第一电磁阀、气冷电机、高温气体回收纯化机构、真空泵、第一温度压力传感器、第二温度压力传感器和各个加热器电连接。
塑韧性和脆性由断后延伸率、断面收缩率和冲击功表征，耐磨性由表面维氏硬度表征。
本发明的马氏体时效钢与常见的18Ni马氏体时效钢相比，除去了钛元素，提升了钴和钼含量。
钛元素极易与碳氮元素结合生成Ti(C，N)夹杂，尤其是需要经过渗氮处理的零件，在渗氮过程中大量的活性氮原子更易与马氏体时效钢中的钛元素形成脆性夹杂，使得零件的塑韧性大幅度下降。
在本发明的无钛马氏体时效钢中，钴和钼含量的提升可增加含钼时效相的析出，保证材料强度不会有明显的下降，且钼元素在时效初期可以阻碍时效相在晶界析出，降低了沿晶界断裂的风险。同时，钴元素可保持基体的稳定，可有效阻碍时效相的粗化。因此，与传统马氏体时效钢相比，本发明的无钛马氏体时效钢的塑韧性有所提升。
加热室的室壁设有保温层，加热元件均匀分布在加热室的前壁和底部。
本发明中气体淬火所使用的冷却气体为氦气。气体淬火中常见的几种冷却气体与相同条件下的空气传热速率相比较：以空气为1，则氩气为0.70，氮气为0.99，氦气为6，氢气为7。
氢气的冷却效果最好，但随着强度提高，高强度钢的氢脆敏感性会进一步提升，且危险性较大，因此不宜作为马氏体时效钢气体淬火的冷却气体；
氮气是最常见的气冷介质，价格低，但传热速率一般，与空气相当，且在高温氮气环境下，金属表面可能会形成脆性氮化物，对后续时效渗氮处理有较大的影响；
氩气的传热速率小于空气，价格较高，只有在特殊环境中才会使用；
氦气的冷却效果突出，冷却用时少，气体稳定，活性小，在高温环境下不易与金属发生反应，虽然价格高，但在本发明中所述的真空回收纯化气体淬火炉在使用时，可对其进行回收纯化循环利用，显著降低成本，保证淬火质量。此外，氦气的密度小，电机推动气体循环时功耗较低，可进一步节约成本。
因此，本发明的得到的马氏体时效钢具有超高抗拉强度且具有一定延展性，通过机械变形与热处理技术相结合的强化处理方法，提高了2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢的综合性能，有效降低了生产成本。
作为优选，所述高温气体回收纯化机构包括依次连接的吸收器、第一换热器、抽气泵、吸附过滤器、压缩机、第二换热器、气体分离器和回收气瓶，气体分离器和回收气瓶之间通过连通管连接，连通管上设有导气管，连通管的靠近回收气瓶的部位设有第二电磁阀，导气管与气体管道右端的左侧壁连通，导气管上设有第三电磁阀；回收气瓶与冷却室连通，回收气瓶与冷却室之间设有第四电磁阀；控制器分别与吸收器、第一换热器、抽气泵、压缩机、第二换热器、气体分离器、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀电连接。
作为优选，送料装置包括可伸缩的电磁推杆和采用铁材料制成的送料台，送料台上设有均匀分布的透气孔，送料台下部设有若干个滚轮；可伸缩电磁推杆右端设有圆棒，送料台左侧面上设有与圆棒相配合的竖槽；气体管道右端的左侧壁上设有的两块气体导流板；吸收器包括加热元件和铜丝网，铜丝网的网目尺寸为20目-100目；吸附过滤器包括活性炭和分子过滤网。
作为优选，炉体的内壁由耐火砖、保温砖和石英砂砌筑而成，炉体的外壳采用碳素钢材料制成；隔温板采用两层钼板与三层不锈钢板结合制成；气体分离器中的气体分离膜采用聚碳酸酯或聚酰亚胺制成；送料台、各个气体喷嘴、气体通道、连通管、导气管、所述气体导流板、所述气冷喷头和气冷风扇均采用碳化硅陶瓷材料制成。
作为优选，冷轧变形处理包括如下步骤：
工作人员采用纵轧方式在室温下轧制板状的马氏体时效钢，冷轧压下率为60％-80％。
马氏体时效钢冷轧后会产生冷变形织构，且织构经固溶处理后仍然稳定存在，这些织构使得马氏体基体形成精细的亚结构，促进了晶格畸变，进一步提高了基体位错密度，为后续的热处理强化工艺做准备。
作为优选，固溶处理包括如下步骤：
步骤6-1，工作人员将冷轧变形后的马氏体时效钢的板材放到加热室的送料台上，将隔温板拉出炉体之外，盖上密封盖板；工作人员通过控制器控制真空泵工作，对加热室和冷却室同时抽真空，观察第一温度压力传感器检测的气压数据，使气压达到5×10-1Pa后，使真空泵停止工作；
步骤6-2，将隔温板向下插进炉体中，通过控制器控制各个加热器以6℃/min-10℃/min的升温速率加热，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，使加热室内的温度达到800℃-850℃，保温45分钟-65分钟后，使各个加热器停止工作；
步骤6-3，使板材随炉冷，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，当加热室内的温度为600℃-700℃后，工作人员将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；打开电磁推杆的电源，使电磁推杆的圆棒具有磁性，将圆棒与竖槽配合连接，使电磁推杆伸长，利用电磁推杆将送料台推至冷却室中，关闭电磁推杆的电源，使电磁推杆与送料台分离，将隔温板向下插进炉体中；
通过控制器控制第一电磁阀打开，由外部气瓶向冷却室内充入氦气，观察第二温度压力传感器检测的气压数据，使冷却室内的气压维持在0.5MPa-1.5MPa范围内；通过控制器控制抽气泵工作，使氦气经回收纯化机构提纯后进入气体管道中；
通过控制器控制气冷电机工作，带动气冷风扇，使冷却后的氦气经各个气体喷嘴快速喷向板材，对板材进行气体冷却，直至第二温度压力传感器检测的温度数据降至室温，关闭气冷电机，控制抽气泵工作30分钟-60分钟，第二电磁阀打开，将冷却后的氦气抽入回收气瓶中后，控制第二电磁阀关闭。
固溶处理能促进材料中的合金元素充分溶解，淬火后得到富有高位错密度的板条马氏体，为后续的时效处理做准备；该工序能较大程度减少先前冷轧变形处理产生的内应力，恢复板材的机械性能，提升板材的加工性能。
作为优选，降温循环热处理包括如下步骤：
步骤7-1-1，将固溶处理后的板材加工成工件放到加热室的送料台上，将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；工作人员通过控制器控制真空泵工作，对加热室和冷却室同时抽真空，观察第一温度压力传感器检测的气压数据，当气压达到5×10-1Pa后，使真空泵停止工作，将隔温板插进炉体中；
步骤7-1-2，通过控制器控制各个加热器以8℃/min-12℃/min的升温速率加热，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，使加热室内的温度达到900℃±10℃，保温10-15分钟后，使各个加热器停止工作；
步骤7-1-3，工作人员将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；打开电磁推杆的电源，使电磁推杆的圆棒具有磁性，圆棒与竖槽配合连接，使电磁推杆伸长，利用电磁推杆将送料台推至冷却室中，关闭电磁推杆的电源，使电磁推杆与送料台分离，将隔温板插进炉体中；
步骤7-1-4，通过控制器控制第四电磁阀打开，使回收气瓶的氦气充入冷却室中，观察第二温度压力传感器检测的气压数据，使冷却室内的气压维持在0.5MPa-1MPa范围内；启动抽气泵，使氦气经回收纯化机构提纯后进入气体管道中；
步骤7-1-5，通过控制器控制气冷电机工作，带动气冷风扇，使冷却后的氦气经各个气体喷嘴快速喷向板材，对工件进行气体冷却，直至第二温度压力传感器检测的温度数据降至室温；
关闭气冷电机，打开第二电磁阀，控制抽气泵工作30分钟-60分钟，将冷却后的氦气抽入回收气瓶中后，第一次循环热处理结束；控制抽气泵停止工作，关闭第二电磁阀；
步骤7-2，重复步骤7-1-2至步骤7-1-5，其中，步骤7-1-2中的加热室内的温度为860±10℃，步骤7-1-4中的冷却室内的气压维持在0.5MPa-1MPa范围内，第二次循环热处理结束；
步骤7-3，重复步骤7-1-2至步骤7-1-5，其中，步骤7-1-2中的加热室内的温度为820±10℃，步骤7-1-4中的冷却室内的气压维持在0.3MPa-0.6Mpa范围内，降温循环热处理结束。
降温循环热处理可与冷轧变形处理相结合，在高密度位错的马氏体的基础上，进一步细化晶粒。随着晶粒细化后晶界总长度的增加，位错运动受到晶界阻碍，加上高位错密度产生的位错纠缠，材料强度得到明显提升。与此同时，裂纹的扩展需要不断突破晶界的阻拦，晶界阻碍了裂纹的快速延伸，材料整体的受力更加协调且均匀，其塑韧性得到了优化。通过以氦气为介质的真空气体淬火处理，冷却速度大幅度提升，工件表面清洁，无氧化，无脱碳。
作为优选，使氦气经回收纯化机构提纯后进入气体管道中包括如下步骤：
工作人员通过控制器控制第三电磁阀打开，抽气泵带动冷却室中的氦气进入吸收器中，吸收器的铜丝网使氦气中的氧气发生氧化反应变成氧化铜，将氧气去除；第一换热器使氦气降温，吸附过滤器去除过滤氦气回收时存在的杂质微尘，压缩机给氦气增加压力，使氦气顺利通过气体分离器的气体分离膜，气体分离膜过滤氦气中含有的氮气杂质，经过提存的氦气进入气体管道右部中。
本发明的真空泵没有一直在抽真空，由于炉体密封性的原因，会有极少部分的空气通过密封圈等缝隙进入冷却室，导致冷却室会有一小部分的空气，利用上述步骤可以将氧气、氮气和杂质微尘去除。
本发明中的短时渗氮时效处理包括如下步骤：
将降温循环热处理后的工件放入密闭箱式渗氮炉中，关闭炉盖，通入氮气进行排气，排气15分钟后，以6-10℃/min的升温速率将炉温升至300℃，保温15分钟后，继续加热至480℃-520℃，停止排气，通入氨气，调节氨气流量，将氨分解率调至40-60％，保温3-6小时后，停电降温，氨气通入停止，通入氮气排除氨气并持续供气维持炉内正压，工件随炉冷却至300℃后，出炉油冷。
短时渗氮时效处理后的化合物层较薄，脆性小，工件表面的耐磨性大幅度提高，表面摩擦系数下降，工件的耐腐蚀性得到提升。短时渗氮时效处理在进行表面强化的同时，使工件芯部也得到了时效强化。由于冷轧变形处理产生了变形织构，降温循环热处理细化了晶粒尺寸，时效处理后的强化相得以均匀分布弥散析出，析出的强化相与高密度位错相互影响产生应力场，加上两者与晶界的协同强化作用，使材料的强韧化水平得到了明显提升。该马氏体时效钢的时效温度与渗氮温度相近，同时进行渗氮和时效处理，可减少处理工序，节约时间成本，且渗氮时效时间较短，温度较低，冷却速度较慢，工件变形小尺寸精度高，不易产生过时效现象，进一步确保了工件的强韧化水平。
因此，本发明具有如下有益效果：
本发明得到的马氏体时效钢工件具有超高抗拉强度、有一定延展，表面无氧化层，工件耐磨性提高，工件表面化合物层薄。
附图说明
图1是本发明的一种剖视图；
图2是本发明的送料装置的一种俯视图；
图3是本发明的短时渗氮时效处理的一种工序说明图；
图4是使用现有技术的固溶处理和时效处理后的一种马氏体时效钢的芯部微观组织图片；
图5是本发明得到的工件的芯部的一种微观组织图片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，包括如下步骤：
选择由镍、钴、钼、碳、硅、硫、磷和铁组成的板状的马氏体时效钢，马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为：18.2％的镍，13.6％的钴，5.4％的钼，0.01％的碳，0.003％的硅，少于0.001％的硫，少于0.001％的磷，余量为铁。
本实施例中，以厚度为9mm的马氏体时效钢板材为例，所述的2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢强化处理方法，包括按顺序设置的冷轧变形处理、固溶处理、降温循环热处理和短时渗氮时效处理，各处理工艺紧密相连，相互承接。其中，固溶处理和降温循环热处理均采用气体淬火方式在特制的真空可回收气体淬火炉中进行，冷却气体为氦气。
如图1-图2所示，真空回收纯化气体淬火炉包括炉体1，设于炉体左部内的加热室2和冷却室3；炉体左端设有炉门11，加热室位于冷却室左侧，加热室上设有多个加热器20，加热室左端设有进料口200，进料口上设有翻转盖板201；炉体右部内设有高温气体回收纯化机构和冷却循环机构；炉体上侧壁上设有开孔，开孔设有密封盖板，加热室和冷却室之间设有可穿过开孔的隔温板21，加热室的底板上设有送料装置22；加热室顶端设有第一温度压力传感器23，冷却室的室壁上设有第二温度压力传感器31；还包括用于给冷却室抽真空的真空泵6和用于向冷却室中充入氦气的外部气瓶7；外部气瓶上设有第一电磁阀71；冷却循环机构包括向左开口的U形的气体管道51，设于冷却室顶部和底部的多个气体喷嘴52，高温气体回收纯化机构位于冷却室的右侧壁和气体管道右端的左侧壁之间；气体管道分别与各个气体喷嘴连接，气体管道右端的右侧壁上设有气冷电机54，气冷电机上设有气冷风扇55，气冷风扇上设有2个用于向气体管道内喷气的气冷喷头56；还包括控制器，控制器分别与第一电磁阀、气冷电机、高温气体回收纯化机构、真空泵、第一温度压力传感器、第二温度压力传感器和各个加热器电连接。与真空泵的排气连接的排气管伸出炉体之外。
高温气体回收纯化机构包括依次连接的吸收器41、第一换热器42、抽气泵43、吸附过滤器44、压缩机45、第二换热器46、气体分离器47和回收气瓶48，真空泵的出气口还通过通气管60与气体分离器的进气口连通，通气管上设有第五电磁阀61，气体分离器和回收气瓶之间通过连通管49连接，连通管上设有导气管492，连通管的靠近回收气瓶的部位设有第二电磁阀491，导气管与气体管道右端的左侧壁连通，导气管上设有第三电磁阀493；回收气瓶与冷却室连通，回收气瓶与冷却室之间设有第四电磁阀494；控制器分别与吸收器、第一换热器、抽气泵、压缩机、第二换热器、气体分离器、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀电连接。
送料装置包括可伸缩的电磁推杆221和采用铁材料制成的送料台222，送料台上设有均匀分布的透气孔223，送料台下部设有4个滚轮；可伸缩电磁推杆右端设有圆棒225，送料台左侧面上设有与圆棒相配合的竖槽；气体管道右端的左侧壁上设有的两块气体导流板40；吸收器包括加热元件和铜丝网，铜丝网的网目尺寸为20目-100目；吸附过滤器包括活性炭和分子过滤网。
炉体的内壁由耐火砖、保温砖和石英砂砌筑而成，炉体的外壳采用碳素钢材料制成；隔温板采用两层钼板与三层不锈钢板结合制成；气体分离器中的气体分离膜采用聚碳酸酯或聚酰亚胺制成；送料台、各个气体喷嘴、气体通道、连通管、导气管、所述气体导流板、所述气冷喷头和气冷风扇均采用碳化硅陶瓷材料制成。
包括如下步骤：
(1)冷轧变形处理。轧制前，需保证轧机的液压系统和润滑系统工作正常，轧辊和材料接触面间需加入工艺冷却润滑油(调和油)，在室温下，将经过除尘后的板材对准六辊轧机轧辊中线，送料速度不超过0.3m/s，采用纵轧方式进行同等压下量多道次冷轧，轧制过程中，单次压下量为0.6mm，板材厚度减少至3mm，将变形后的板材进行脱脂清洗完成。
(2)固溶处理；固溶处理包括如下步骤：
步骤6-1，工作人员将冷轧变形后的马氏体时效钢的板材放到加热室的送料台上，将隔温板拉出炉体之外，盖上密封盖板；工作人员通过控制器控制真空泵工作，对加热室和冷却室同时抽真空，观察第一温度压力传感器检测的气压数据，使气压达到5×10-1Pa后，使真空泵停止工作；
步骤6-2，将隔温板向下插进炉体中，通过控制器控制各个加热器以6℃/min-10℃/min的升温速率加热，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，使加热室内的温度达到830℃，保温55分钟后，使各个加热器停止工作；
步骤6-3，使板材随炉冷，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，当加热室内的温度为650℃后，工作人员将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；打开电磁推杆的电源，使电磁推杆的圆棒具有磁性，将圆棒与竖槽配合连接，使电磁推杆伸长，利用电磁推杆将送料台推至冷却室中，关闭电磁推杆的电源，使电磁推杆与送料台分离，将隔温板向下插进炉体中；
通过控制器控制第一电磁阀打开，由外部气瓶向冷却室内充入氦气，观察第二温度压力传感器检测的气压数据，使冷却室内的气压维持在1.2MPa范围内；
通过控制器控制抽气泵工作，工作人员通过控制器控制第三电磁阀打开，抽气泵带动冷却室中的氦气进入吸收器中，吸收器的铜丝网使氦气中的氧气发生氧化反应变成氧化铜，将氧气去除；第一换热器使氦气降温，吸附过滤器去除过滤氦气回收时存在的杂质微尘，压缩机给氦气增加压力，使氦气顺利通过气体分离器的气体分离膜，气体分离膜过滤氦气中含有的氮气杂质，经过提存的氦气进入气体管道右部中；
通过控制器控制气冷电机工作，带动气冷风扇，使冷却后的氦气经各个气体喷嘴快速喷向板材，对板材进行气体冷却，直至第二温度压力传感器检测的温度数据降至室温，关闭气冷电机，控制抽气泵工作30分钟，第二电磁阀打开，第三电磁阀关闭，将冷却后的氦气抽入回收气瓶中后，控制第二电磁阀关闭；利用电磁推杆拉动送料台，将板材取出。
其中，将板材放到加热室的送料台上和电磁推杆推拉送料台时，均需要打开炉门和翻转盖板，及关闭翻转盖板和炉门。
(3)降温循环热处理；降温循环热处理包括如下步骤：
步骤7-1-1，将固溶处理后的板材加工成工件放到加热室的送料台上，工件的尺寸以80mm×20mm×3mm规格的薄板为例，将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；工作人员通过控制器控制真空泵工作，对加热室和冷却室同时抽真空，观察第一温度压力传感器检测的气压数据，当气压达到5×10-1Pa后，使真空泵停止工作，将隔温板插进炉体中；
步骤7-1-2，通过控制器控制各个加热器以8℃/min-12℃/min的升温速率加热，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，使加热室内的温度达到900℃，保温15分钟后，使各个加热器停止工作；
步骤7-1-3，工作人员将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；打开电磁推杆的电源，使电磁推杆的圆棒具有磁性，圆棒与竖槽配合连接，使电磁推杆伸长，利用电磁推杆将送料台推至冷却室中，关闭电磁推杆的电源，使电磁推杆与送料台分离，将隔温板插进炉体中；
步骤7-1-4，通过控制器控制第四电磁阀打开，使回收气瓶的氦气充入冷却室中，观察第二温度压力传感器检测的气压数据，使冷却室内的气压维持在1MPa；
通过控制器控制抽气泵工作，工作人员通过控制器控制第三电磁阀打开，抽气泵带动冷却室中的氦气进入吸收器中，吸收器的铜丝网使氦气中的氧气发生氧化反应变成氧化铜，将氧气去除；第一换热器使氦气降温，吸附过滤器去除过滤氦气回收时存在的杂质微尘，压缩机给氦气增加压力，使氦气顺利通过气体分离器的气体分离膜，气体分离膜过滤氦气中含有的氮气杂质，经过提存的氦气进入气体管道右部中；
步骤7-1-5，通过控制器控制气冷电机工作，带动气冷风扇，使冷却后的氦气经各个气体喷嘴快速喷向板材，对工件进行气体冷却，直至第二温度压力传感器检测的温度数据降至室温；
关闭气冷电机，打开第二电磁阀，关闭第三电磁阀，控制抽气泵工作30分钟-60分钟，将冷却后的氦气抽入回收气瓶中后，第一次循环热处理结束；控制抽气泵停止工作，关闭第二电磁阀；
步骤7-2，重复步骤7-1-2至步骤7-1-5，其中，步骤7-1-2中的加热室内的温度为860℃，步骤7-1-4中的冷却室内的气压维持在0.8MPa，第二次循环热处理结束；
步骤7-3，重复步骤7-1-2至步骤7-1-5，其中，步骤7-1-2中的加热室内的温度为820℃，步骤7-1-4中的冷却室内的气压维持在0.6Mpa，降温循环热处理结束；利用电磁推杆拉动送料台，将工件取出。
其中，将工件放到加热室的送料台上和电磁推杆推拉送料台时，均需要先打开炉门和翻转盖板，操作完后关闭翻转盖板和炉门。
最后，工作人员通过控制器控制真空泵工作，将排气管堵上，将第三电磁阀和第五电磁阀打开，真空泵抽真空，将气体分离器的气体分离膜上吸附的氮气杂质排掉。
(4)短时渗氮时效处理：
渗氮时效前需对气瓶、控温仪表、氨分解测定仪和各管道系统进行检查，保证设备的正常运转，炉内温差应小于5℃。将降温循环热处理后的工件进行表面抛磨，对尖角和锐边进行打磨，对工件非渗氮部分采用涂料法进行防渗处理。将工件去油清洗后放入密闭箱式渗氮炉中，关闭炉盖，热处理方法流程如图3所示，加热前通入氮气进行排气，排气15分钟后，以8℃/min的升温速率将炉温升至300℃，保温15分钟后，以6℃/min的升温速率继续加热至480℃，停止排气，通入氨气，控制炉内气压为0.1-0.2MPa，调节氨气流量，将氨分解率调至55％，保温4小时后，停电降温，氨气通入停止，通入氮气排除氨气并持续供气维持炉内正压，随炉冷却至300℃后，工件出炉油冷，短时渗氮时效处理结束。
实施例2
实施例2中，马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为：镍：16％，钴：16％，钼：5％，碳：少于0.03％，硅：少于0.01％，硫：少于0.001％，磷：少于0.001％，余量为铁；实施例2中的其它结构及方法部分与实施例1中相同。
实施例3
实施例3中，马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为：镍：20％，钴：12％，钼：8％，碳：少于0.03％，硅：少于0.01％，硫：少于0.001％，磷：少于0.001％，余量为铁；实施例3中的其它结构及方法部分与实施例1中相同。
性能分析：
经过传统固溶处理和时效处理的工件(序号1)力学性能数据与根据本实施例1强化处理方法的工件(序号2)力学性能数据如表1所示。所述的传统固溶处理(820℃，1h)和时效处理(510℃，3h)均在马弗炉中进行，结束保温后出炉空冷。本实施例的无钛马氏体时效钢强的抗拉强度为2.2GPa级。
表1工件力学性能
注：冲击试验所使用的V型缺口试样为2.5mm小尺寸试样，冲击功数值按标准尺寸进行换算。
如图4和图5所示，本发明的2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢强化处理方法较传统的固溶处理和时效处理方法，其工件芯部晶粒组织细化效果明显，细化后的晶粒尺寸在7-10μm之间，组织分布均匀致密，为提升材料的强韧性水平提供了重要条件。塑韧性和脆性由断后延伸率、断面收缩率和冲击功表征，耐磨性由表面维氏硬度表征。
本发明所述的2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢综合性能的强化处理方法，其工艺包括按顺序设置的冷轧变形处理、固溶处理、降温循环热处理和短时渗氮时效处理，各处理工艺紧密相连，相互承接。马氏体时效钢在强化处理后其综合性能在原有基础上得到了进一步优化，处理后的工件在保持超高强度的同时，其塑韧性得到了明显的改善，渗氮后的工件表面硬度高，耐磨性和耐腐蚀性得到提升。工艺中的固溶处理和降温循环热处理均在特制的真空回收纯化气体淬火炉进行，采用氦气作为冷却气体，淬火强度大，热处理过程较为稳定，环境污染小，材料表面清洁，氦气在炉内可重复回收提纯循环使用，节约成本，保证淬火质量；短时渗氮时效处理温度较低，时间较短，工件畸变小，尺寸精度高，表面脆性小。
上述实施例只用于补充说明本发明，除此之外，还有多种不同的以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，包括如下步骤：
选择由镍、钴、钼、碳、硅、硫、磷和铁组成的板状的马氏体时效钢，马氏体时效钢中的各成分的质量百分比为：镍：16%-20%，钴：12%-16%，钼：5%-8%，碳：少于0.03%，硅：少于0.01%，硫：少于0.001%，磷：少于0.001%，余量为铁；
将马氏体时效钢依次进行冷轧变形处理、固溶处理、降温循环热处理和短时渗氮时效处理，得到2.2GPa级抗拉强度无钛马氏体时效钢的工件；其中，固溶处理和降温循环热处理均在真空回收纯化气体淬火炉进行；
所述真空回收纯化气体淬火炉包括炉体（1），设于炉体左部内的加热室（2）和冷却室（3）；炉体左端设有炉门（11），加热室位于冷却室左侧，加热室上设有若干个加热器（20），加热室左端设有进料口（200），进料口上设有翻转盖板（201）；炉体右部内设有高温气体回收纯化机构和冷却循环机构；炉体上侧壁上设有开孔，开孔设有密封盖板，加热室和冷却室之间设有可穿过开孔的隔温板（21），加热室的底板上设有送料装置（22）；加热室顶端设有第一温度压力传感器（23），冷却室的室壁上设有第二温度压力传感器（31）；还包括用于给冷却室抽真空的真空泵（6）和用于向冷却室中充入氦气的外部气瓶（7）；外部气瓶上设有第一电磁阀（71）；冷却循环机构包括向左开口的U形的气体管道（51），设于冷却室顶部和底部的若干个气体喷嘴（52）；高温气体回收纯化机构位于冷却室的右侧壁和气体管道右端的左侧壁之间；气体管道分别与各个气体喷嘴连接，气体管道右端的右侧壁上设有气冷电机（54），气冷电机上设有气冷风扇（55），气冷风扇上设有若干个用于向气体管道内喷气的气冷喷头（56）；还包括控制器，控制器分别与第一电磁阀、气冷电机、高温气体回收纯化机构、真空泵、第一温度压力传感器、第二温度压力传感器和各个加热器电连接；
降温循环热处理包括如下步骤：
步骤7-1-1，将固溶处理后的板材加工成工件放到加热室的送料台上，将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；工作人员通过控制器控制真空泵工作，对加热室和冷却室同时抽真空，观察第一温度压力传感器检测的气压数据，当气压达到5×10-1Pa后，使真空泵停止工作，将隔温板插进炉体中；
步骤7-1-2，通过控制器控制各个加热器以8℃/min -12℃/min的升温速率加热，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，使加热室内的温度达到900℃±10℃，保温10-15分钟后，使各个加热器停止工作；
步骤7-1-3，工作人员将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；打开电磁推杆的电源，使电磁推杆的圆棒具有磁性，圆棒与竖槽配合连接，使电磁推杆伸长，利用电磁推杆将送料台推至冷却室中，关闭电磁推杆的电源，使电磁推杆与送料台分离，将隔温板插进炉体中；
步骤7-1-4，通过控制器控制第四电磁阀打开，使回收气瓶的氦气充入冷却室中，观察第二温度压力传感器检测的气压数据，使冷却室内的气压维持在0.5 MPa -1MPa范围内；启动抽气泵，使氦气经回收纯化机构提纯后进入气体管道中；
步骤7-1-5，通过控制器控制气冷电机工作，带动气冷风扇，使冷却后的氦气经各个气体喷嘴快速喷向板材，对工件进行气体冷却，直至第二温度压力传感器检测的温度数据降至室温；
关闭气冷电机，打开第二电磁阀，控制抽气泵工作30分钟-60分钟，将冷却后的氦气抽入回收气瓶中后，第一次循环热处理结束；控制抽气泵停止工作，关闭第二电磁阀；
步骤7-2，重复步骤7-1-2至步骤7-1-5，其中，步骤7-1-2中的加热室内的温度为860±10℃，步骤7-1-4中的冷却室内的气压维持在0.5 MPa -1MPa范围内，第二次循环热处理结束；
步骤7-3，重复步骤7-1-2至步骤7-1-5，其中，步骤7-1-2中的加热室内的温度为820±10℃，步骤7-1-4中的冷却室内的气压维持在0.3 MPa -0.6Mpa范围内，降温循环热处理结束。
2.根据权利要求1所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，所述高温气体回收纯化机构包括依次连接的吸收器（41）、第一换热器（42）、抽气泵（43）、吸附过滤器（44）、压缩机（45）、第二换热器（46）、气体分离器（47）和回收气瓶（48），气体分离器和回收气瓶之间通过连通管（49）连接，连通管上设有导气管（492），连通管的靠近回收气瓶的部位设有第二电磁阀（491），导气管与气体管道右端的左侧壁连通，导气管上设有第三电磁阀（493）；回收气瓶与冷却室连通，回收气瓶与冷却室之间设有第四电磁阀（494）；控制器分别与吸收器、第一换热器、抽气泵、压缩机、第二换热器、气体分离器、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀电连接。
3.根据权利要求2所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，送料装置包括可伸缩的电磁推杆（221）和采用铁材料制成的送料台（222），送料台上设有均匀分布的透气孔（223），送料台下部设有若干个滚轮；可伸缩电磁推杆右端设有圆棒（225），送料台左侧面上设有与圆棒相配合的竖槽；气体管道右端的左侧壁上设有的两块气体导流板（40）；吸收器包括加热元件和铜丝网，铜丝网的网目尺寸为20目-100目；吸附过滤器包括活性炭和分子过滤网。
4.根据权利要求3所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，炉体的内壁由耐火砖、保温砖和石英砂砌筑而成，炉体的外壳采用碳素钢材料制成；隔温板采用两层钼板与三层不锈钢板结合制成；气体分离器中的气体分离膜采用聚碳酸酯或聚酰亚胺制成；送料台、各个气体喷嘴、气体通道、连通管、导气管、所述气体导流板、所述气冷喷头和气冷风扇均采用碳化硅陶瓷材料制成。
5.根据权利要求3所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，冷轧变形处理包括如下步骤：
工作人员采用纵轧方式在室温下轧制板状的马氏体时效钢，冷轧压下率为60%-80%，马氏体时效钢冷轧后会产生冷变形织构，且织构经固溶处理后仍然稳定存在，这些织构使得马氏体基体形成精细的亚结构，促进了晶格畸变，进一步提高了基体位错密度，为后续的热处理强化工艺做准备。
6.根据权利要求5所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，固溶处理包括如下步骤：
步骤6-1，工作人员将冷轧变形后的马氏体时效钢的板材放到加热室的送料台上，将隔温板拉出炉体之外，盖上密封盖板；工作人员通过控制器控制真空泵工作，对加热室和冷却室同时抽真空，观察第一温度压力传感器检测的气压数据，使气压达到5×10-1Pa后，使真空泵停止工作；
步骤6-2，将隔温板向下插进炉体中，通过控制器控制各个加热器以6℃/min -10℃/min的升温速率加热，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，使加热室内的温度达到800℃-850℃，保温45分钟-65分钟后，使各个加热器停止工作；
步骤6-3，使板材随炉冷，观察第一温度压力传感器检测的温度数据，当加热室内的温度为600℃-700℃后，工作人员将隔温板向上拉出炉体之外，盖上密封盖板；打开电磁推杆的电源，使电磁推杆的圆棒具有磁性，将圆棒与竖槽配合连接，使电磁推杆伸长，利用电磁推杆将送料台推至冷却室中，关闭电磁推杆的电源，使电磁推杆与送料台分离，将隔温板向下插进炉体中；
通过控制器控制第一电磁阀打开，由外部气瓶向冷却室内充入氦气，观察第二温度压力传感器检测的气压数据，使冷却室内的气压维持在0.5 MPa -1.5MPa范围内；通过控制器控制抽气泵工作，使氦气经回收纯化机构提纯后进入气体管道中；
通过控制器控制气冷电机工作，带动气冷风扇，使冷却后的氦气经各个气体喷嘴快速喷向板材，对板材进行气体冷却，直至第二温度压力传感器检测的温度数据降至室温，关闭气冷电机，控制抽气泵工作30分钟-60分钟，第二电磁阀打开，将冷却后的氦气抽入回收气瓶中后，控制第二电磁阀关闭。
7.根据权利要求1或6所述的2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法，其特征是，使氦气经回收纯化机构提纯后进入气体管道中包括如下步骤：
工作人员通过控制器控制第三电磁阀打开，抽气泵带动冷却室中的氦气进入吸收器中，吸收器的铜丝网使氦气中的氧气发生氧化反应变成氧化铜，将氧气去除；第一换热器使氦气降温，吸附过滤器去除过滤氦气回收时存在的杂质微尘，压缩机给氦气增加压力，使氦气顺利通过气体分离器的气体分离膜，气体分离膜过滤氦气中含有的氮气杂质，经过提存的氦气进入气体管道右部中。
CN202310467897.8A 2023-04-27 2023-04-27 2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法 Active CN116516263B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310467897.8A CN116516263B (zh) 2023-04-27 2023-04-27 2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310467897.8A CN116516263B (zh) 2023-04-27 2023-04-27 2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116516263A CN116516263A (zh) 2023-08-01
CN116516263B true CN116516263B (zh) 2025-02-18

Family

ID=87395442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310467897.8A Active CN116516263B (zh) 2023-04-27 2023-04-27 2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116516263B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01142052A (ja) * 1987-11-27 1989-06-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無金属ベルト及びその製造方法
CN101824520A (zh) * 2010-04-27 2010-09-08 昆明理工大学 一种淬火气体循环利用系统
CN105838862A (zh) * 2016-05-26 2016-08-10 中国科学院金属研究所 一种马氏体时效不锈钢循环相变细化晶粒的方法
CN215050522U (zh) * 2021-04-30 2021-12-07 杭州百斯特模具技术有限公司 模具钢用高压气淬真空炉

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103981436B (zh) * 2014-06-06 2015-11-04 海安县鹰球粉末冶金有限公司 金属粉末注射成形高强度马氏体时效钢的制造方法
CN112111630A (zh) * 2020-07-17 2020-12-22 洛阳耿工金属科技有限公司 一种高压气淬真空炉超音速气冷方法及其装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01142052A (ja) * 1987-11-27 1989-06-02 Sumitomo Metal Ind Ltd 継目無金属ベルト及びその製造方法
CN101824520A (zh) * 2010-04-27 2010-09-08 昆明理工大学 一种淬火气体循环利用系统
CN105838862A (zh) * 2016-05-26 2016-08-10 中国科学院金属研究所 一种马氏体时效不锈钢循环相变细化晶粒的方法
CN215050522U (zh) * 2021-04-30 2021-12-07 杭州百斯特模具技术有限公司 模具钢用高压气淬真空炉

Also Published As

Publication number Publication date
CN116516263A (zh) 2023-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021179443A1 (zh) 一种心部低温冲击韧性优良的特厚容器钢板及其制造方法
CN100590208C (zh) 42CrMoE热处理工艺
CN105925897B (zh) 一种10‑80mm大型水电工程用高强度低裂纹敏感性钢SX780CF及其制备方法
CN102896466B (zh) 一种150～400mm厚塑料模具用钢板的生产方法
CN112695256A (zh) 一种铁素体马氏体钢包壳材料及其制备方法
CN109811252B (zh) 一种高强度马氏体不锈钢及其制造工艺
CN115305409B (zh) 一种5～60mm厚850MPa级高强度高韧性易焊接纳米钢及其制备方法
CN113046642A (zh) 一种低成本高强度高耐腐蚀性不锈钢及其制备方法
CN102517509A (zh) Hb500级耐磨钢板及其制备方法
CN114134400A (zh) 一种大规格高强度高韧性油井钻头用钢及其制备方法
CN111961977A (zh) 一种hb500级别高耐磨薄钢板及其生产方法
CN115505849A (zh) 一种油套管及其制备方法与应用
CN116516263B (zh) 2.2GPa级抗拉强度的无钛马氏体时效钢的强化处理方法
CN113774288A (zh) 一种超高强高性能中厚板马氏体时效不锈钢及其制备方法
CN115161550B (zh) 一种大型液压冲击破碎器用高强度紧固件用钢及其制造方法
CN118086772A (zh) 一种超高强度石油套管及其制备方法
EP4435133A1 (en) Hot-rolled steel for enameling having enameling and firing strengthening property, and manufacturing method therefor
CN113215478B (zh) 一种提升超级不锈钢抗高温氧化性能的方法
CN106636973B (zh) 刀片用工具钢材料及其制备方法
CN116536584A (zh) 一种载重轴用ggp300热轧圆钢及其制备方法
CN115558884A (zh) 一种消除超级马氏体不锈钢淬火残余应力并提高表面硬度的热处理方法
CN107746930A (zh) 一种抗氧化铁素体不锈钢合金材料及其制备方法
CN113897542A (zh) 一种蒸汽发生器管板用钢锭及其制造方法
CN114058924A (zh) 一种提高双相高熵合金CoCrNiCu耐磨性能的方法
CN104911609A (zh) 一种高强高韧细晶复合结构板材及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant