一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺制造技术

一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，属于材料热处理工艺技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺


[0001]一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，属于材料热处理工艺

。

技术介绍

[0002]金属材料长期受交变应力的作用，在最大应力远低于材料的强度极限时就会发生断裂，这种现象就是金属材料的疲劳破坏
。
热疲劳是指金属在交变热应力的反复作用下最终产生裂纹或破坏的现象
。
[0003]在材料加工领域，部分用于模具
、
承载器件等的金属材料长期处于一个严苛的工作环境，比如热挤压模
、
压铸模
、
热锻模等领域，材料部件在服役过程中长期处于高温
、
高强度弯折等工作环境，这些环境对金属材料的变化影响十分巨大，因此，对于这些使用环境，对金属材料针对这些特殊环境的适应能力提升研究尤为重要
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，通过热处理工艺上的改进，可有效提高合金的强度和硬度，成本低，工艺简单，具有较好实用价值
。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，选用实验的样品其化学成分按重量百分比计如下：
C
：
0.32
％～
0.45
％，
Si
：
0.80
％～
1.20
％，
Mn
：
0.20
％～
0.50
％，
Cr
：
4.75
％～
5.50
，
Mo
：
1.10
％～
1.75
％，
V
：
0.80
％～
1.20
％，
P≤0.03
％，
S≤0.03
％，余量为铁和其他不可避免杂质元素，还包括以下步骤：
[0006]步骤一
、
合金表面处理，使用清水将表面清洗干净，再酸洗掉表面的氧化膜；
[0007]步骤二
、
样品固溶，将准备好的热作模具钢置于箱式电阻炉内，进行高温固溶，让其合金元素充分溶解及大部分碳化物溶解，使合金元素溶解在晶格中，淬火来固定合金元素的分布，消除合金材料中的析出相及偏析，使合金元素分布更均匀，提高合金材料的强度和塑性；
[0008]步骤二
、
样品淬冷，经过步骤二固溶之后的样品，在淬冷介质中冷却至
80
～
140℃
；
[0009]步骤三
、
样品保温处理，将上述步骤处理好的样品放在保温箱中，以
10
～
20℃/min
的速率随炉升温至
720
～
800℃
保温
40
～
60
分钟；
[0010]步骤四
、
经过保温的样品，空冷至
40
～
80℃
；
[0011]步骤五
、
将样品再次置于箱式电阻炉中，逐步升温至
1040
～
1120℃
，在达到最大温度下，保温
2h
；
[0012]步骤五
、
经过加温之后的样品，在淬冷介质中冷却至
80
～
140℃
；
[0013]步骤六
、
冷却后的样品，进行预回火处理；
[0014]步骤七
、
对样品再进行回火处理
。
[0015]进一步的，淬冷介质为聚丙烯酰胺淬火液，其浓度为
10.5
％
‑
12.5
％
。
[0016]进一步的，空冷时导入惰性气体，优选为氮气
。
[0017]进一步的，步骤一中酸洗的溶剂为：硫酸
、
盐酸
、
硝酸
、
磷酸
、
氢氟酸或他们的混合
酸
。
[0018]进一步的，预回火具体工艺是：以
20
～
30℃/min
的速率升温至
420
～
480℃
，保温时间
40
～
60
分钟
。
[0019]进一步的，回火处理的具体工艺是：升温至
480
～
540℃
保温
3h
，进行回火处理，然后空冷至
40
～
100℃
，再次重复升温至相同温度保温相同时间进行回火处理，重复2～3次
。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术进行高温固溶处理，
1、
可以消除高温固溶对晶粒度的影响，以此为奥氏体化形核提供附着点；
2、
据实验验证，处理后的样品冲击功得到提升；
3、
据实验验证，样品硬度提升，具有良好的热疲劳性能
。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的
、
技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本专利技术作进一步说明
。
应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本专利技术的范围
。
此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念
。
[0022]本专利技术提供一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，通过热处理工艺上的改进，可有效提高合金的强度和硬度，成本低，工艺简单，具有较好实用价值
。
[0023]本专利技术采用的技术方案是：一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，选用实验的样品其化学成分按重量百分比计如下：
C
：
0.32
％～
0.45
％，
Si
：
0.80
％～
1.20
％，
Mn
：
0.20
％～
0.50
％，
Cr
：
4.75
％～
5.50
，
Mo
：
1.10
％～
1.75
％，
V
：
0.80
％～
1.20
％，
P≤0.03
％，
S≤0.03
％，余量为铁和其他不可避免杂质元素，还包括以下步骤：
[0024]步骤一
、
合金表面处理，使用清水将表面清洗干净，再使用硫酸
、
盐酸
、
硝酸
、
磷酸
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提升钢热疲劳性能的热处理工艺，其特征在于：选用实验的样品其化学成分按重量百分比计如下：
C
：
0.32
％～
0.45
％，
Si
：
0.80
％～
1.20
％，
Mn
：
0.20
％～
0.50
％，
Cr
：
4.75
％～
5.50
，
Mo
：
1.10
％～
1.75
％，
V
：
0.80
％～
1.20
％，
P≤0.03
％，
S≤0.03
％，余量为铁和其他不可避免杂质元素，还包括以下步骤：步骤一
、
合金表面处理，使用清水将表面清洗干净，再酸洗掉表面的氧化膜；步骤二
、
样品固溶，将准备好的样品置于箱式电阻炉内，进行高温固溶，让其合金元素充分溶解及大部分碳化物溶解，使合金元素溶解在晶格中，淬火来固定合金元素的分布，消除合金材料中的析出相及偏析，使合金元素分布更均匀，提高合金材料的强度和塑性；步骤二
、
样品淬冷，经过步骤二固溶之后的样品，在淬冷介质中冷却至
80
～
140℃
；步骤三
、
样品保温处理，将上述步骤处理好的样品放在保温箱中，以
10
～
20℃/min
的速率随炉升温至
720
～
800℃
保温
40
～
60
分钟；步骤四
、
经过保温的样品，空冷至
40
～
80℃
；步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾芸霏，李绍宏，郭涵，赵圆杰，袁涛，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：