控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种可控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺，通过化学成分设计及正火均匀化，和回火过程中根据工件内外部C偏析程度及工件规格采用出炉前短时高温阶梯加热的方式，以≤80℃/h升温至600℃~700℃，保温后升温至870℃~900℃保温，按照有效截面1.5

【技术实现步骤摘要】
控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺


[0001]本专利技术属于金属材料热处理
，特别涉及一种控制42CrMo锻件全截面硬度差的的热处理工艺。

技术介绍

[0002]在实际生产中，由于42CrMo钢种中C元素在工件内外部的偏析及淬火冷却过程中，工件内外部形成的组织差异，造成热处理后工件全截面硬度差较大，尤其工件尺寸越大，这种硬度差就越大，无法满足部分有特殊要求的产品需要。为此，针对外圆直径φ200mm
‑
φ400mm范围的42CrMo锻件，急需一种可以有效控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺，从而在调质后可以使外圆直径φ200mm
‑
φ400mm范围的42CrMo锻件的全截面硬度差控制在40HB以内。
[0004]为达上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺，具体控制方法如下：步骤1）、优化化学成分：化学成分按照重量百分比具体控制范围如下：C=0.39～0.44%，Mn=0.65～0.80%，Si=0.17～0.37%，Cr=1.05～1.20%，Mo=0.20～0.25%，S≤0.015%，P≤0.020%；步骤2）、锻后工件内外部C偏析检测：在工件冒口端切取一个厚度20mm的试片，在工件外表面及中心各取一个样检测确定工件内外部C偏析值；步骤3）、以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温2h~4h后，以全功率快速升温至870℃~900℃进行保温，按照有效截面1.5
‑
2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉风冷；步骤4）、以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温2h~4h后，以全功率快速升温至840℃~870℃进行保温，按照有效截面1.5
‑
2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉，入淬火水槽内进行冷却，冷却结束后入回火炉；步骤5）、入炉温度≤350℃，以≤60℃/h的升温速度升温至500℃~580℃进行保温，按照有效截面3
‑
4h/100mm计算进行保温，保温结束以全功率快速升温，加热温度按以下方法进行设计：工件内外部C偏析≤0.02%，在前次加热温度的基础上加10℃~30℃；工件内外部C偏析0.03%~0.05%，在前次加热温度的基础上加40℃~60℃；保温时间按以下方法进行设计：直径≥280mm的工件保温35
‑
50min；直径280mm以下的工件保温20
‑
35min；保温结束随炉冷至350℃出炉空冷。
[0005]本工艺适用于外圆直径φ200mm
‑
φ400mm范围的42CrMo锻件，按本工艺生产的42CrMo锻件，全截面硬度差由原来的50HB
‑
70HB改善到40HB以内。
[0006]本专利技术工艺与现有技术相比，本专利技术提供了一种可以有效控制42CrMo锻件全截面
硬度差的热处理工艺，具有下述优点：1、通过化学成分设计，提高42CrMo锻件的淬透性，促使回火后全截面硬度均匀。
[0007]2、工件在淬火前进行正火，进一步均匀成分及组织，促使回火后全截面硬度均匀。
[0008]3、在回火过程中，采用出炉前短时高温阶梯加热的方式，并根据工件内外部C偏析程度及工件规格设计高温加热温度及保温时间，同时通过随炉冷降低工件表面冷却速度，达到在保证心部硬度不变的情况下适当降低表面硬度的目的。
[0009]按本专利技术生产的42CrMo锻件，全截面硬度均匀性明显改善，全截面硬度差由原来的50HB
‑
70HB改善到40HB以内，满足了用户要求。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺示意图。
具体实施方式
[0011]实施例1：一种控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺：钢种：42CrMo；规格：Φ226*7200；具体热处理工艺如下：步骤1）、优化化学成分，工件实测化学成分重量百分比具体如下：C=0.42%，Mn=0.72%，Si=0.30%，Cr=1.10%，Mo=0.22%，S=0.005%，P=0.012%；步骤2）、锻后工件内外部C偏析检测：在工件冒口端切取一个厚度20mm的试片，在工件外表面及中心各取一个样检测确定工件内外部C偏析值为0.02%；步骤3）以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温2h后，以全功率快速升温至870℃~900℃进行保温，保温4h后出炉风冷；步骤4）以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温2h后，以全功率快速升温至840℃~870℃进行保温，保温4h后出炉，入淬火水槽内进行冷却，冷却结束后入回火炉；步骤5）、入炉温度≤350℃，以≤60℃/h的升温速度升温至540℃~570℃进行保温，保温8h后，以全功率快速升温至560℃~590℃保温30min后随炉冷至350℃出炉空冷。
[0012]按照上述热处理工艺生产后，42CrMo锻件全截面硬度差满足了用户控制在40HB以内的要求。
[0013]按照上述热处理工艺生产后，全截面硬度检测结果如表1所示：表1检测结果通过本专利技术一种可以有效控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺生产后，全截面硬度检测结果满足要求。
[0014]实施例2：一种控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺：
钢种：42CrMo；规格：Φ337*7800。
[0015]具体热处理工艺如下：步骤1）优化化学成分，工件实测化学成分重量百分比具体如下：C=0.43%，Mn=0.74%，Si=0.28%，Cr=1.13%，Mo=0.21%，S=0.003%，P=0.011%；步骤2）、锻后工件内外部C偏析检测：在工件冒口端切取一个厚度20mm的试片，在工件外表面及中心各取一个样检测确定工件内外部C偏析值为0.04%；步骤3）、以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温3h后，以全功率快速升温至870℃~900℃进行保温，保温6h后出炉风冷。
[0016]步骤4）、以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温3h后，以全功率快速升温至840℃~870℃进行保温，保温6h后出炉，入淬火水槽内进行冷却，冷却结束后入回火炉。
[0017]步骤5）入炉温度≤350℃，以≤60℃/h的升温速度升温至510℃~540℃进行保温，保温12h后，以全功率快速升温至560℃~590℃保温45min后随炉冷至350℃出炉空冷。
[0018]按照上述热处理工艺生产后，42CrMo锻件全截面硬度差满足了用户控制在40HB以内的要求。
[0019]按照上述热处理工艺生产后，全截面硬度检测结果如表1所示：表1检测结果通过本专利技术一种可以有效控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制42CrMo锻件全截面硬度差的热处理工艺，其特征在于，具体控制方法如下：步骤1）、优化化学成分：化学成分按照重量百分比具体控制范围如下：C=0.39～0.44%，Mn=0.65～0.80%，Si=0.17～0.37%，Cr=1.05～1.20%，Mo=0.20～0.25%，S≤0.015%，P≤0.020%；步骤2）、锻后工件内外部C偏析检测：在工件冒口端切取一个厚度20mm的试片，在工件外表面及中心各取一个样检测确定工件内外部C偏析值；步骤3）、以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温2h~4h后，以全功率快速升温至870℃~900℃进行保温，按照有效截面1.5
‑
2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉风冷；步骤4）、以≤80℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，保温2h~4h后，以全功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵颖，田建宁，王怡群，赵东，孙家乐，
申请(专利权)人：河南中原特钢装备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：