一种高碳合金铸钢软化方法技术

本发明专利技术公开了一种高碳合金铸钢软化方法。本发明专利技术包括对高碳合金铸钢用真空炉进行处理，处理过程是先进行固溶处理，再进行球化退火；所述固溶处理的处理温度是1100℃，保温2‑3h，出炉油冷；所述球化退火是将固溶处理后的高碳合金铸钢放入炉中，随炉缓慢升温至850℃，保温4‑5h，然后随炉降至750℃，保温6‑8h，再随炉冷至500℃以下出炉空冷。本发明专利技术可使高碳合金铸钢能从67‑68HRC降到52HRC以下，满足机械加工要求。

【技术实现步骤摘要】
一种高碳合金铸钢软化方法
本专利技术涉及热处理工艺
，特别是一种高碳合金铸钢软化方法。
技术介绍
高碳合金铸钢成分特点是含碳量特别高，同时含有大量的Cr、Mo、V等碳化物形成元素，具有二次硬化特征的耐热、耐磨的热强钢。其材料成分为：C:1.8/2.2，Cr:16.0/18.0，Mo:14.0/16.0，V:1.0/2.0。该材料满足抗磨材料组织的由高硬度的碳化物及马氏体基体所构成的所谓的平均高硬度。在铸造后硬度高达≥67HRC,不利于后续的机械加工。由于含碳量高，同时含有大量的Cr、Mo及一定的V，材料具有很好的抗磨性，其相应的软化工艺在国内无现成的资料可参考，都要在试验中摸索。软化的目的在于降低硬度，便于机械加工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高碳合金铸钢软化方法，本专利技术可使高碳合金铸钢能从67-68HRC降到52HRC以下，满足机械加工要求。本专利技术采用如下技术方案实现专利技术目的：一种高碳合金铸钢软化方法，包括对高碳合金铸钢用真空炉进行处理，处理过程是先进行固溶处理，再进行球化退火。前述的高碳合金铸钢软化方法中，所述固溶处理的处理温度是1000-1200℃，保温2-3h，出炉油冷。前述的高碳合金铸钢软化方法中，所述处理温度是1100℃，保温2-3h油冷。前述的高碳合金铸钢软化方法中，所述球化退火是将固溶处理后的高碳合金铸钢放入炉中，随炉缓慢升温至750-950℃，保温4-5h，然后随炉降至650-850℃，保温6-8h，再随炉冷至400-600℃以下出炉空冷。前述的高碳合金铸钢软化方法中，所述随炉缓慢升温至850℃，保温4-5h，然后随炉降至750℃，保温6-8h，再随炉冷至500℃以下出炉空冷。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、专利技术人在高碳合金铸钢热处理加热过程中发现，该材料在未保护的情况下加热会产生非常严重的氧化现象，分析原因主要是该合金含钼特别高，在高温下易氧化，并生成易蒸发的氧化物。因此该材料热处理加热时必须在真空或其他保护条件下进行。所以本申请优选用真空炉对高碳合金铸钢进行处理，以避免前述问题。2、本专利技术利用固溶处理，将高碳合金铸钢加热到1100℃，保温2-3h后出炉油冷，其目的是改善铸件中的粗大晶粒，降低或消除合金元素的枝晶偏析，破碎莱氏体网，使合金成分均匀化，降低钢在随后的热处理中因成分偏析而带来的组织不均匀，为球化处理时碳化物的均匀析出提供准备，经固溶处理后高碳合金铸钢的硬度是67-68HRC。3、本专利技术在高碳合金铸钢固溶处理后在对其进行球化退火处理，此步骤目的是降低材料硬度，便于机加加工，考虑到材料合金元素总量高达35％经大量试验，将处理步骤定为随炉缓慢升温至850℃，保温4-5h，然后随炉降至750℃，保温6-8h，再随炉冷至500℃以下出炉空冷，经球化退火处理后高碳合金铸钢的硬度仅51HRC，满足高碳合金铸钢软化后的硬度要求：在HRC52以下。4、本专利技术除了应用在高碳合金铸钢上，还能应用在高C、高Cr、Mo、V铸钢软化要求上，推广价值巨大。5、本专利技术固溶处理条件：温度为1100℃，保温2-3h，之后油冷的技术依据是：(1)专利技术人通过大量试验发现：随奥氏体化温度的提高，材料的硬度先升后降，1100℃有极大值，为67HRC，1100℃以下随奥氏体化温度的提高，材料硬度变化不大(65-67HRC)，超过1100℃，硬度随奥氏体化温度的提高急剧下降，1200℃处理后，硬度仅为56HRC。冲击韧度随处理温度的升高，呈逐渐升高趋势，但总体变化幅度较小(2.1～4.9J/cm2)。1100℃以下固溶处理，冲击韧度几乎没有变化，1100℃以上固溶处理，冲击韧度小幅提高，超过1200℃，冲击韧度快速升高。经分析上述变化的原因是：随奥氏体化温度的升高，碳、铬等合金元素在奥氏体中的溶解度也随之增加，奥氏体中碳、铬含量的增加可提高材料的淬透性，使空淬后形成的马氏体硬度增加，因而基体硬度提高，当硬度达到一个最大值后，再提高固溶处理温度，由于溶入奥氏体中的碳、铬等合金元素的量更高，固溶合金元素提高了奥氏体的稳定性，使得固溶处理后组织中的残余奥氏体量增加，导致硬度下降，而冲击韧度增加。另一方面原因是由于随着加热温度的提高，材料的铸造成分偏析降低，组织均匀化程度提高，有利于冲击韧度提高。因此，为了得到材料固溶处理后最佳强韧性配合，本专利技术选择1100℃固溶。(2)根据研究，保温时间则应依钢材成分，偏析程度及尺寸等因素而定。在单相奥氏体区进行长时间保温不仅有助于粗大网状碳化物的消除、奥氏体的成分均匀化，而且在随后的冷却过程中，由于冷速较快抑制了网状碳化物在奥氏体晶界上的析出，从而能够获得均匀的细片状珠光体组织。该材料中含有强烈形成碳化物的Cr、Mo、V等元素将阻碍碳在奥氏体中的均匀化过程。因此该材料固溶处理的周期将更长。故为了提高固溶效果，又能防止晶粒长大将该材料的保温时间定为2-3h。(3)固溶后，若冷速慢在随后的冷却过程中晶界处易形成大量粗大网状共晶碳化物，若冷速较快可抑制网状碳化物在奥氏体晶界上的析出，从而能够获得均匀的细片状珠光体组织，水冷虽然快但容易造成零件开裂，因此本专利技术采用油冷。6、本专利技术中球化退火的工艺优选为：随炉缓慢升温至850℃，保温4-5h，然后随炉降至750℃，保温6-8h，再随炉冷至500℃的技术依据是：在固溶的基础上，经退火处理后的金相组织均为粒状珠光体基体上分布有细微的二次碳化物以及不同程度的网状共晶碳化物。退火加热温度较低时，组织中珠光体粒化不良，加热时碳化物不能充分溶入奥氏体，不能改变碳化物形状和分布，不能有效消除碳化物液析造成的不良影响，碳化物球化效果不好，并呈现明显的长板条状。高温加热退火时，钢加热到Ac1点以上温度，部分组织转变为奥氏体，并使部分网状碳化物熔断。珠光体在加热过程中，在一定温度下等温加热，使片状珠光体中渗碳体熔断形成粒状珠光体。因此，从试验中表明，对该铸造高合金采用较高温度等温退火，珠光体球化更为完善。为得到最佳的技术方案，专利技术人做了大量试验，部分试验记录如下表1：表1-不同退火工艺与硬度的关系退火工艺硬度(HRC)750℃，保温4h，随炉冷至650℃，保温6h,随炉冷至500℃以下出炉53850℃，保温4h，随炉冷至500℃以下出炉52.5850℃，保温4h，随炉降至750℃保温6h，随炉冷至500℃以下出炉51950℃，保温4h，降至750℃保温6h，随炉冷至500℃以下出炉51.8由于低温球化退火的温度较低，原子扩散速度漫，即使在750℃保温4h，仍有较多的片状碳化物存在；而经850℃保温4h，虽然看不到大量的片状碳化物存在，但仍有一些很细小的片状碳化物未被球化，并且碳化物球的圆整度不太规则。而经95本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高碳合金铸钢软化方法，其特征在于：包括对高碳合金铸钢用真空炉进行处理，处理过程是先进行固溶处理，再进行球化退火。/n

【技术特征摘要】
1.一种高碳合金铸钢软化方法，其特征在于：包括对高碳合金铸钢用真空炉进行处理，处理过程是先进行固溶处理，再进行球化退火。


2.根据权利要求1所述的高碳合金铸钢软化方法，其特征在于：所述固溶处理的处理温度是1000-1200℃，保温2-3h，出炉油冷。


3.根据权利要求2所述的高碳合金铸钢软化方法，其特征在于：所述处理温度是1100℃，保温2-3h。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡桂珍，吴刚胜，潘健，
申请(专利权)人：中国航发贵州红林航空动力控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52