一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法，技术方案包括以下步骤：步骤S1，制备低合金钢坯料；步骤S2，锻造，包括以下工步：第一工步：低合金钢坯料加热到1230

【技术实现步骤摘要】
一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法


[0001]本专利技术涉及合金钢制造领域，尤其涉及一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法。

技术介绍

[0002]低合金钢是指合金元素总量小于5％的合金钢，低合金钢的强度一般比碳素结构钢高1.4倍，低合金钢的屈服点高，其可以适用剪切、冲孔和机加工。并且低合金钢具有较佳的焊接性、切削性能、大截面的淬透性、冷加工和热加工性能等，同时考虑到材料本身低廉的成本。所以低合金钢在工程机械、船舶、桥梁、高层建筑、锅炉及压力容器、电力设备等，都得到了广泛的应用。
[0003]随着低合金钢的使用环境和设计要求越来越苛刻，对于低合金钢的性能要求越来越高。在工程实践中人们发现，金属材料经历较长时间的焊后热处理，低合金钢力学性能有一定程度的降低，并且主要体现在冲击性能的降低，以ASME SA266 Gr.2低合金钢为例，
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10℃低温冲击难以满足设计需求，并且还有大小模拟要求，加工工艺控制严格，相对生产难度较大，低合金钢的有害相也难以控制，导致低合金钢的寿命有限。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法，其优点在改变元素当量，提高提高Ceq(碳当量)，提高合金基体强度，配合相应的锻造和热处理，细化组织，减少有害相，提高低合金钢的是使用寿命。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1，制备低合金钢坯料：将各金属原料送入到炉中加热融化，之后冷却得到低合金钢坯料；
[0008]步骤S2，锻造，包括以下工步：
[0009]第一工步：低合金钢坯料加热到1230
±
14℃；
[0010]第二工步：低合金钢坯料锻造，低合金钢坯料的锻造比控制在5～7；
[0011]第三工步：低合金钢坯料锻后直接回炉，加热到1050℃保温，之后了冷却到室温，得低合金钢工件；
[0012]步骤S3，低合金钢工件淬火，包括以下工步：
[0013]第一阶段预热：工件装入≤300℃的炉膛内，之后工件加热到600
±
50℃保温；
[0014]第二阶段预热：工件加热到850
±
50℃保温；
[0015]第三阶段预热：工件加热到910
±
14℃保温，之后工件出炉水冷到室温；
[0016]步骤S4，低合金钢工件回火：将工件装入≤300℃的炉膛内，工件加热到630
±
8℃，之后空冷到室温。。
[0017]进一步的，在步骤S1中，低合金钢包括按质量百分比计数的元素：C：0.21～
0.25％；Si：0.15～0.35％；Mn：0.95～1.05％；Cr：0.2～0.25％；Ni：0.2～0.3％；Mo：0.01～0.03％；V：0.03～0.05％；Al：0.02～0.04％；Cu：0.05～0.15％；P≤0.025％；S≤0.025％；余量为Fe，Ceq(碳当量)：0.48～0.5％。
[0018]进一步的，在步骤S2的第二工步中，低合金钢坯料的终锻温度≥850℃。
[0019]进一步的，在步骤S2的第三工步中，保温时间的标准为0.8～1.0mm/min，冷却方式为空冷。
[0020]进一步的，在步骤S3的第一阶段预热中，升温速率控制在O℃/h＜v≤50℃/h，保温时间标准为0.5～0.6mm/min。
[0021]进一步的，在步骤S3的第二阶段预热中，升温速率控制在O℃/h＜v≤50℃/h，保温时间标准为0.5～0.6mm/min。
[0022]进一步的，在步骤S3的第三阶段预热中，升温速率控制在O℃/h＜v≤150℃/h，保温时间标准为1.0～1.2mm/min。
[0023]进一步的，在步骤S3的第三阶段预热中，水池的初始温度小于30℃，水池采用循环水冷却，控制冷却水温≤39℃。
[0024]进一步的，在步骤S3的第三阶段预热中，工件出炉到下水的转运时间控制在90S以内。
[0025]进一步的，在步骤S4中，升温速率控制在O～80℃/h，保温时间标准为2.0～2.4mm/min。
[0026]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0027]1.重新设计合金配方，进一步调整Cr、Ni、V、Mo、Cu、Al的含量，提高Ceq(碳当量)，这类金属元素都是析出强化相必要的金属元素，并且提高合金组织的多元化程度，增加基体的强度，对低温稳定性有良好的影响。
[0028]2.精确控制锻造的锻造比、终锻温度和锻后冷却参数，将粗大的晶体组织粉碎，同时夹杂物，有利于最大程度上细化晶粒组织，并且锻造比达到5～7，在合金性能和锻造效率之间取得最佳平衡。
[0029]3.锻造热处理严格控制加热温度处于1230
±
14℃，避免过热导致高温铁素体的析出，导致奥氏体占比变少，影响合金晶粒的细化。
[0030]4.由于本专利技术中微量金属成分含量较一般的低合金钢高，导致材料的导热性，所以在两次预热阶段，要严格控制加热速度、入炉温度和保温时间，减少工件因内外温差产生的热应力和保证合金元素充分溶解，在高温处理阶段，保温时间延长，提高升温速度，最终最大程度保证奥氏体转变为细密的马氏体组织。
[0031]5.由于在锻造过程和淬火冷却的过程中合金中积累内应力，若内应力积累到一定程度甚至会导致晶粒组织出现裂痕，严重的时候，裂痕会延伸导致工件开裂，所以进行就行回火，并且严格控制加热速度和保温时间，保证内应力最大程度释放，同时避免组织过烧。
附图说明
[0032]图1是一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法的步骤示意图。
[0033]图2是实施例1中试样的金相图。
[0034]图3是实施例2中试样的金相图。
[0035]图4是实施例3中试样的金相图。
具体实施方式
[0036]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本专利技术提出的方案作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清楚。
[0037]实施例1：
[0038]一种高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0039]步骤S1，制备低合金钢坯料：将各金属原料送入到炉中加热融化，之后冷却得到低合金钢坯料。低合金钢包括按质量百分比计数的元素：C：0.21～0.25％；Si：0.15～0.35％；Mn：0.95～1.05％；Cr：0.2～0.25％；Ni：0.2～0.3％；Mo：0.01～0.03％；V：0.03～0.05％；Al：0.02～0.04％；Cu：0.05～0.15％；P≤0.025％；S≤0.025％；余量为Fe，Ceq(碳当量)：0.48～0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，制备低合金钢坯料：将各金属原料送入到炉中加热融化，之后冷却得到低合金钢坯料；步骤S2，锻造，包括以下工步：第一工步：低合金钢坯料加热到1230
±
14℃；第二工步：低合金钢坯料锻造，低合金钢坯料的锻造比控制在5～7；第三工步：低合金钢坯料锻后直接回炉，加热到1050℃保温，之后了冷却到室温，得低合金钢工件；步骤S3，低合金钢工件淬火，包括以下工步：第一阶段预热：工件装入≤300℃的炉膛内，之后工件加热到600
±
50℃保温；第二阶段预热：工件加热到850
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50℃保温；第三阶段预热：工件加热到910
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14℃保温，之后工件出炉水冷到室温；步骤S4，低合金钢工件回火：将工件装入≤300℃的炉膛内，工件加热到630
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8℃，之后空冷到室温。2.根据权利要求1所述的一种提高低合金钢模拟焊后热处理性能的制造方法，其特征在于：在步骤S1中，低合金钢包括按质量百分比计数的元素：C：0.21～0.25％；Si：0.15～0.35％；Mn：0.95～1.05％；Cr：0.2～0.25％；Ni：0.2～0.3％；Mo：0.01～0.03％；V：0.03～0.05％；Al：0.02～0.04％；Cu：0.05～0.15％；P≤0.025％；S≤0.025％；余量为Fe，Ceq(碳当量)：0.48～0.5％。3.根据权利要求1所述的一种提高低合金钢模拟焊后热处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鑫，郭亮，陆秦旭，苏阳，高云秀，
申请(专利权)人：无锡派克新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：