中碳合金钢的一种热处理方法技术

本发明专利技术提供了中碳合金钢的一种热处理方法，包括：将中碳合金钢工件依次进行淬火、回火和去应力；所述淬火的温度为750～830℃。本发明专利技术提供的工艺方法，能够大幅度提高中碳合金钢的低温冲击韧性，在

【技术实现步骤摘要】
中碳合金钢的一种热处理方法


[0001]本专利技术属于中碳合金钢
，尤其涉及中碳合金钢的一种热处理方法。

技术介绍

[0002]中碳合金钢具有较高的强度和韧性，淬透性也较好，广泛应用于载荷较大的重要零件。为了充分发挥其综合力学性能，一般在调质状态下使用。在高铁车辆、风力发电等行业，由于轨道或设备区域的原因，其中部分场景需要在严寒环境中工作，一般除了要求零件抗拉强度σ
b
≥800Mpa以外，对于材料的低温冲击性能也有较高要求，部分零件要求热处理后
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50℃以下需达到冲击功27J以上。另一方面，材料的低温冲击性能也是结构设计时的重要依据，金属材料的低温力学行为对装备的服役及安全性有重要影响。
[0003]材料的低温冲击韧性主要由材料的冷脆转变点(t
k
)决定，而冷脆转变点是材料的固有属性，在温度低于冷脆转变点后材料的冲击韧性急剧下降。常用的合金结构钢在
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20℃时的冲击韧性仅为10J左右，所以研究提高材料低温冲击韧性的工艺在工程应用中有着非常重要的意义。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供中碳合金钢的一种热处理方法，本专利技术提供的热处理方法能够使中碳合金钢在较高强度下同时具有较好的低温冲击韧性。
[0005]本专利技术提供了中碳合金钢的一种热处理方法，包括：
[0006]将中碳合金钢工件依次进行淬火、回火和去应力。
[0007]优选的，所述淬火的温度为750～830℃。
[0008]优选的，所述中碳合金钢工件的成分为：
[0009]C：0.25～0.6wt％；
[0010]Si：≤0.4wt％；
[0011]Mn：0.3～1.5wt％；
[0012]Cr：0.4～2.5wt％；
[0013]Ni：0～2.5wt％；
[0014]Mo：0～0.5wt％；
[0015]余量为Fe。
[0016]优选的，所述中碳合金钢工件的典型牌号为40Cr、35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、34Cr2Ni2Mo等。
[0017]优选的，所述淬火过程中的淬火介质为水和空气，采用水冷或水
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空气
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水交替冷却。
[0018]优选的，所述回火的温度为600～680℃。
[0019]优选的，所述回火过程中的冷却方法为水冷、油冷等快速冷却方式。
[0020]优选的，所述回火的时间为2～10h。
[0021]优选的，所述去应力的温度为300～450℃。
[0022]优选的，所述去应力的时间为2
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10h。
[0023]优选的，所述去应力过程中的冷却方法为空冷。
[0024]本专利技术首先通过将淬火温度控制在750～830℃，采取双相区加热的亚温淬火方式(常规的淬火加热温度在850～880℃)，较低的淬火温度能使零件心部晶粒度细化，同时少量铁素体的保留能提高钢铁材料的低温冲击韧性和强度。其次淬火介质选择水冷，根据零件的截面尺寸严格控制水冷时间。介质水，经济便宜环保，冷却速度快，不产生油烟污染环境。水冷过程中，由于水的冷速较快，可以提高材料冷却过程的马氏体转变量，使零件具有较高的强度，同时由于淬火温度较低，奥氏体不均匀化程度较高，能够获得较多的中低碳板条马氏体，而中低碳板条马氏体也具有较高的韧性，能够提高低温冲击性能。对于易变形件可采用水
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空气
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水交替冷却，适当降低冷速，避免产生裂纹或变形过大。然后在回火过程中采用较高的回火温度(600～680℃)，使零件得到完全的回火索氏体组织，同时回火后采用水冷的工艺，消除回火过程产生的脆性，进步一提高低温冲击韧性。最后在回火后增加一次去应力工序，温度在300～450℃，消除回火水冷过程产生的热应力，充分发挥材料的高强度和高低温冲击韧性的优势，从而提高使用寿命。本专利技术提供的方法在保证获得高强度的情况下，提升了屈强比，充分发挥材料的高强度特性，同时提升了中碳合金钢的低温冲击韧性，在
‑
50℃时的冲击功能够达到50J以上，能够满足产品在低温下运行的使用要求。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中热处理的工艺曲线。
具体实施方式
[0026]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术提供了中碳合金钢的一种热处理方法，包括：
[0028]将中碳合金钢工件依次进行淬火、回火和去应力。
[0029]在本专利技术中，所述中碳合金钢工件的成分优选为：
[0030]C：0.25～0.6wt％；
[0031]Si：≤0.4wt％；
[0032]Mn：0.3～1.5wt％；
[0033]Cr：0.4～2.5wt％；
[0034]Ni：0～2.5wt％；
[0035]Mo：0～0.5wt％；
[0036]余量为Fe。
[0037]在本专利技术中，所述中碳合金钢工件的成分更优选选自典型牌号40Cr、42CrMo、40CrNiMo等。
[0038]在本专利技术中，所述淬火的温度优选为750～830℃，更优选为780～810℃，最优选为
800℃。
[0039]在本专利技术中，所述淬火过程中优选采用水作为淬火介质；所述水的温度优选为室温。
[0040]在本专利技术中，所述淬火过程中优选也可采用水
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空气
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水交替冷却，适当降低冷却速度，避免裂纹或变形过大。
[0041]在本专利技术中，所述淬火后优选立即进行回火。
[0042]在本专利技术中，所述回火的温度优选为600～680℃，更优选为600～650℃，最优选为620～630℃。
[0043]在本专利技术中，所述回火温度优选根据零件要求的性能和硬度进行调节，硬度要求高，温度取下限，要求的硬度低，温度取上限。
[0044]在本专利技术中，所述回火时间优选根据零件的截面尺寸确定，所述回火时间优选为2～10h，更优选为3～6h；零件截面小取下限，截面大取上限。
[0045]在本专利技术中，所述回火过程中优选采用水冷、油冷等快速冷却方式工艺，最优先采用水冷，所述水冷过程中的温度优选为室温。
[0046]在本专利技术中，所述去应力的温度优选为300～450℃，更优选为300～350℃，最优选为320～330℃；所述去应力的温度可以根据材料特性进行选择。
[0047]在本专利技术中，所述去应力过程中优选进行空冷；优选空冷冷却至室温。
[0048]本专利技术主要是通过创新热处理工艺来提高材料的低温冲击韧性，即创新的采用淬火温度及淬火方式，回火冷却本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.中碳合金钢的一种热处理方法，包括：将中碳合金钢工件依次进行淬火、回火和去应力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淬火的温度为750～830℃。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中碳合金钢工件的成分为：C：0.25～0.6wt％；Si：≤0.4wt％；Mn：0.3～1.5wt％；Cr：0.4～2.5wt％；Ni：0～2.5wt％；Mo：0～0.5wt％；余量为Fe。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述中碳合金钢工件的典型牌号为40Cr、35CrMo、42CrMo、40CrNiMo、34Cr2Ni2Mo等。5.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓春燕，胡昭南，赵俊渝，杨宝清，侯艳玲，周桂源，
申请(专利权)人：重庆齿轮箱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：