一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法技术

一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法。运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法多次细化晶粒提高钢的强韧性。钢在奥氏体化过程中，为马氏体逆转变提供条件；具备马氏体逆转变条件的钢奥氏体化后，预冷后水冷绕过C

【技术实现步骤摘要】
一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法


[0001]本专利技术涉及一种钢的热处理方法，尤其涉及一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法。

技术介绍

[0002]现有技术钢的细晶强化，能源和资源消耗大、污染严重、成本高、大截面钢件1/2T处质量技术指标难以达标；现有技术特征是：
[0003]钢的细晶强化是在钢中加入：降低临界点的合金元素，如Mn、 Cr、Mo等；提高形核率，阻止热状态时奥氏体晶粒长大的微合金元素，如Ti、Nb、V等；致使屈服强度的提高大于抗拉强度的提高，屈强比值增大；钢的细晶强化效果的一致性是依靠微合金元素(Ti、Nb、V等)成分的运作；
[0004]钢的预冷温度为稍低于Ar1温度，在加热炉中预冷，转入加热至稍低于Ar1的预冷温度炉中预冷至稍低于Ar1温度；
[0005]钢在油中冷却几秒钟，起预冷作用，再转入水中冷却；
[0006]提高钢的淬硬性和淬透性是在钢中加入足够量稳定过冷奥氏体的合金元素，改变C
‑
曲线形状和使C
‑
曲线向右推移，降低临界淬火速度来实现提高淬火冷却速度，提高钢的淬硬性和淬透性；
[0007]碳钢单介质淬火水冷至(70～80)℃温度，出水空冷至室温；
[0008]合金钢单介质淬火在熔融盐浴或热油中冷却至马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度，出熔融盐浴或热油空冷至室温；淬火加热温度比该钢号淬火加热温度高(20～50)℃；
[0009]上述问题能够采用本专利技术的技术方案进行解决。
专利技术内容
[0010]为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的；
[0011]本专利技术的目的在于提供一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法，克服现有技术中的不足，运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法多次“水冷
‑
回温”以细化晶粒，从而提高钢的强韧性。
[0012]本专利技术是这样实现的，其特征是方法为：
[0013]1.一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法，其特征是运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法多次细化晶粒，提高钢的强韧性；钢在奥氏体化过程中，为马氏体逆转变提供条件；钢奥氏体化后，预冷后进行多次“水(含水和水溶液，下同)冷
‑
回温”，直至冷至室温，控制钢的表层首次在水中冷却绕过C
‑
曲线不稳定区——鼻尖部温度至马氏体区的冷透程度，首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～100)℃，但须低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，立即转入多次“水冷
‑
回温”，即多次在水中冷却至马氏体区未冷透，多次出水利用余热回温至低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，回温停
止上升的温度为马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度，再立即转入在马氏体区多次“水冷
‑
回温”，直至冷至室温；钢冷至室温，立即转入下一道热处理工序；
[0014]所述方法包括：
[0015](一)钢的奥氏体化；
[0016](二)钢的预冷；
[0017](三)钢的控冷。
[0018]2.钢的奥氏体化；
[0019](一)钢的淬火加热温度、保温时间和升温速度为降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件；
[0020](二)钢的淬火阶梯预热次数、预热温度、保温时间和升温速度为降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小 As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件。
[0021]3.钢的预冷；
[0022](一)钢的相变点A1温度为预冷消耗孕育期的临界温度；
[0023](1)钢的预冷温度Tn≥A1温度，不消耗孕育期；
[0024](2)钢的预冷温度Tn＜A1温度，消耗孕育期；
[0025](二)钢奥氏体化后，出炉在空气中预冷；
[0026](三)钢的预冷温度为：
[0027](1)共析钢和过共析钢预冷温度为Ar1+(10～30)℃，但须≥A1；
[0028](2)亚共析钢预冷温度为Ac3‑
(10～20)℃，接近上相变点Ac3温度；
[0029](四)钢为预冷温度，立即转入在水溶液中冷却。
[0030]4.钢的控冷；
[0031](一)运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法多次细化晶粒，提高钢的强韧性；钢奥氏体化后，预冷后进行多次“水冷
‑
回温”，直至冷至室温；控制钢的表层首次在水中冷却绕过C
‑
曲线不稳定区——鼻尖部温度至马氏体区的冷透程度，为后续多次“水冷
‑
回温”达到各临界点预期温度作准备；
[0032](二)钢奥氏体化后，预冷后首次在水中冷却绕过C
‑
曲线不稳定区——鼻尖部温度至马氏体区的冷透程度，首次冷却时间为：首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～100)℃，但须低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度；
[0033](三)钢首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～ 100)℃，但须低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，立即转入多次“水冷
‑
回温”；
[0034](四)钢多次在水中冷至马氏体区未冷透，多次出水利用余热回温至低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，回温停止上升的温度为马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度，再立即转入在马氏体区多次为3次“水冷回温”，直至冷至室温；
[0035](五)钢冷至室温，立即转入下一道热处理工序。
[0036]5.水溶液温度控制在(15～38)℃。
[0037]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：用热处理方法多次细化晶粒提高钢的强韧性，抗拉强度提高大于屈服强度提高，降低屈强比值，节约能源和资源，保护环境，降低成本，降低碳当量，提高钢的焊接性能，工序合并，缩短工期，解决大截面钢件1/2T处细晶强韧
化难题。
附图说明
[0038]图1本专利技术钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法流程图，横坐标表示时间，t；纵坐标表示温度，℃。
[0039]图2钢的预冷温度对淬火结果影响示意图，横坐标表示时间，lg τ；纵坐标表示温度，℃；相变点A1为钢的预冷临界温度，T
P
为珠光体转变临界温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，Y
S1
为钢表面预冷至Y点稍低于 A1的温度，Y
C1
为钢心部预冷至Y点稍低于A1的温度；Y
S2
为钢表面预冷至Y点比Y
S1
偏离A1温度更低，Y
C2
为钢心部预冷至Y点比Y
C1
偏离A1温度更低，表示Y
S2
、Y<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢的细晶强韧化单介质淬火冷却方法，其特征是运用“马氏体转变可逆性”规律，用热处理方法多次细化晶粒，提高钢的强韧性；钢在奥氏体化过程中，为马氏体逆转变提供条件；钢奥氏体化后，预冷后进行多次“水冷
‑
回温”，直至冷至室温，控制钢的表层首次在水中冷却绕过C
‑
曲线不稳定区——鼻尖部温度至马氏体区的冷透程度，首次出水利用余热回温至贝氏体转变开始温度Bs+(50～100)℃，但须低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，立即转入多次“水冷
‑
回温”，即多次在水中冷却至马氏体区未冷透，多次出水利用余热回温至低于珠光体转变温度——C
‑
曲线鼻尖部温度，回温停止上升的温度为马氏体转变开始温度Ms偏高或偏低温度，再立即转入在马氏体区多次“水冷
‑
回温”，直至冷至室温；钢冷至室温，立即转入下一道热处理工序；所述方法包括：(一)钢的奥氏体化；(二)钢的预冷；(三)钢的控冷。2.如权利要求1所述钢的奥氏体化，其特征是所述钢的奥氏体化为：(一)确定钢的淬火加热温度、保温时间和升温速度为降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件；(二)确定钢的淬火阶梯预热次数、预热温度、保温时间和升温速度为降低奥氏体转变开始温度As，提高马氏体转变开始温度Ms，缩小As与Ms的温度差，为马氏体逆转变提供条件。3.如权利要求1所述钢的预冷，其特征是所述钢的预冷为：(一)确定钢的相变点A1温度为预冷消耗孕育期的临界温度；(1)确定钢的预冷温度Tn≥A1温度，不消耗孕育期；(2)确定钢的预冷温度Tn＜A1温度，消耗孕育期；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长文，王中忞，
申请(专利权)人：王长文，
类型：发明
国别省市：