【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料热处理工艺，涉及了一种铬镍钼系合金结构圆钢的连续球化退火热处理方法。
技术介绍
1、在现代化的石化、风电、交通等大型装备制造过程中，钻杆、销轴、连杆、活塞杆、紧固件等相关结构零部件作为精密定位、自动控制、驱动机构和运动转换的重要基础元件，它的质量直接影响到机械设备的精度和使用寿命。需要具备较好的综合力学性能和耐高温尺寸稳定性，根据其工作部位高硬度、高强度、高耐磨性的要求，其材料一般选用铬钼或铬镍钼系的中碳合金钢，其化学成分使其具有较高的硬度、强度和耐磨性，适用于制造需要抗疲劳和抗磨损性能的零件。
2、随着节能环保工作的推进，钢材冷成型由于能够减少能源消耗与高温热处理时产生的烟尘和废气，可以实现更高的尺寸精度和稳定性，能够显著减少材料的浪费，因此近年来得到广泛的应用。而对于铬镍钼系的热轧圆钢，其硬度较高，实测在360-410hbw，必须进行球化退火处理后才能进行冷成型。而球化退火主要用于高碳钢，工艺已经规范，操作也明确，球化效果显著，而亚共析钢的球化退火应用较少，且国内对于中碳钢球化退火工艺研究集中于冷镦线材，对于大规格圆钢研究很少，由于其冷加工变形量大，球化退火前不能施加预应力以防止其变形，与冷镦线材相比球化退火工艺更难控制。对照文献及其他钢厂生产工艺实践，没有先例或成熟的规范可供参考，需要对其的球化工艺进行摸索研究。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出了一种铬镍钼系合金结构圆钢的连续球化退火热处理
2、本专利技术的技术方案是：本专利技术所述的一种铬镍钼系合金结构圆钢的连续球化退火热处理方法；其制备步骤如下：
3、步骤一：铬镍钼系合金结构钢退火前状态为热轧圆钢；
4、步骤二：预热阶段：将上述铬镍钼系合金结构圆钢在进口辊台上铺装，通过辊道输送进入氮气密封室，快速加热至低于ac1以下特定温度区间；
5、步骤三：加热阶段：将上述铬镍钼系合金结构圆钢加热至测定的两相区临界温度范围内；
6、步骤四：两相区保温阶段：将所述铬镍钼系合金结构钢在测定的两相区临界温度范围内保温；
7、步骤五：冷却阶段一：将所述铬镍钼系合金结构钢从两相区保温温度按一定冷速将至ar1以下某一温度；
8、步骤六：等温阶段：将所述铬镍钼系合金结构钢在ar1以下某一温度进行等温球化处理；
9、步骤七：冷却阶段二：将所述等温处理后的铬镍钼系合金结构钢炉冷至某一温度区间，随后出炉空冷。
10、进一步的，在步骤一中，所述合金结构钢其成分以质量百分比计包括：c：0.38～0.45％，si：0.17～0 40％，mn：0.60～1.20％，cr：0.90～1.45％，mo：0.15～0.60％，ni：0.20～0.75％，p：≤0.020％，s：≤0.010％，cu≤0.25％，al：0.010～0.050％，其余为基体fe和不可避免的杂质；
11、其中的热轧组织主要为退化珠光体+等轴铁素体，其他为少量贝氏体/马氏体+残余奥氏体，硬度为360-410hb，直径范围50-80mm。
12、进一步的，在步骤二中,以150-200℃/h速度加热至低于ac1以下特定温度区间，其特征在与于710-730℃，目的是使得碳化物聚集，阻碍其在后续加热过程中溶解进奥氏体，同时促进热轧圆钢中原有的少量马氏体+残余奥氏体等块状组织的消除；
13、以便在奥氏体转变时，未溶碳化物的存在或奥氏体中的浓度差促使尽可能多地形成球状碳化物。该段保温时间60-90min，同时快速加热可以降低圆钢表面的氧化烧损和脱碳层深度。
14、进一步的，在步骤三中，以180-200℃/h速度加热至两相区，因锰、铬、镍、钼等合金元素含量较高，两相区很窄，所述两相区保温的温度控制在750-770℃。在此温度范围内，随着碳和其他合金元素的扩散，片状或短棒状碳化物发生溶断，分布趋于均匀化，保温结束后，部分棱角分明的碳化物已经球化，同时基体内存在大量的未溶碳化物可作为后续等温阶段球状珠光体的形核质点；
15、但温度较高时，大部分碳化物融入基体，剩余的碳化物颗粒少，且间距增大，在随后的冷却过程中，很难聚集，并且容易形成片层状珠光体；温度较低时，碳和其他合金元素扩散缓慢，碳化物溶解数量不够，随后的冷却过程中，碳化物大部分仍保证原有的位置和形态，整体组织不均匀且局部粗大。
16、进一步的，在步骤四中，所述的两相区保温时间控制在175-232min，如保温时间偏短，碳化物析出数量减少，多数分布在晶界上，保温时间过长，会导致碳化物大量融入奥氏体，在后续的冷却过程中缺乏渗碳体球化的核心，进而形成粗大的片状珠光体组织。
17、进一步的，在步骤五中，所述的冷却阶段一的冷却速率为15-30℃/h，在此温度区间，可产生离异共析转变，球化效果较好；
18、但冷却速率过大时，相变点ar1下降较多，碳化物核心来不及长大，后续容易形成片状珠光体，冷却速率过小时，球状碳化物之间容易发生相互融合或吞并的现象，形成长条形、局部形状和分布不规则的大面积的球化组织。
19、进一步的，在步骤六中，所述的等温球化温度为705-720℃，保温时间为312-420min，如此段温度过高，碳化物析出速度加快，会形成片状珠光体，温度过低时，作为球化核心的残留碳化物长大驱动力不足，会导致局部碳化物质点聚集，硬度升高。
20、进一步的，在步骤七中，所述的冷却阶段二过程，圆钢在等温球化结束后，随炉缓慢冷却至530-580℃，冷却速率较快时，圆钢内外温差较大，圆钢弯曲度容易超标，冷却速率过慢，表面烧损和脱碳有增加的趋势，且对生产效率有很大的影响。
21、本专利技术的有益效果是：本专利技术的特点是：本专利技术通过预热段处理，消除部分热轧态残留的少量贝氏体+马氏体组织，提高组织的均匀性，快速加热至ac1-ac3两相区进行保温，组织部分奥氏化，碳和锰铬镍钼等合金元素进行扩散，部分外形不规则的小尺寸碳化物可以先期球化，此外片状和棒状碳化物发生溶断，变成后续冷却和等温过程中球化的形核质点，然后控制冷速降至ar1以下进行等温处理，促进球状碳化物的长大，同时使其分布均匀；该技术加热速度快，效率高，圆钢经球化退火后，球化率≥80％，硬度≤170hb，总脱碳层≤0.5d％，表面无明显氧化烧损，满足齿轮、螺栓、轴销、连杆等零部件冷锻、冷镦及冷挤压等成型对原材料的要求。
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1.一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：其制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述退火前状态是指：所述铬镍钼系合金结构钢退火前状态为热轧圆钢。
3.根据权利要求2所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：所述铬镍钼系合金结构钢的化学成分以质量百分比计为：C：0.38～0.45％，Si：0.17～040％，Mn：0.60～1.20％，Cr：0.90～1.45％，Mo：0.15～0.60％，Ni：0.20～0.75％，P：≤0.020％，S：≤0.010％，Cu≤0.25％，Al：0.010～0.050％，其余为基体Fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求2所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：所述铬镍钼系合金结构钢中的热轧组织为退化珠光体+等轴铁素体，其他为少量贝氏体/马氏体+残余奥氏体，硬度为360-410HB，直径范围50-80mm。
5.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，
6.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述加热阶段具体是：将铬镍钼系合金结构圆钢加热至测定的两相区临界温度范围内。
7.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述两相区保温阶段具体是：将铬镍钼系合金结构钢在测定的两相区临界温度范围内保温。
8.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述冷却阶段一具体是：将铬镍钼系合金结构钢从两相区保温温度按一定冷速将至Ar1以下某一温度。
9.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(6)中，所述等温阶段具体是：将铬镍钼系合金结构钢在Ar1以下某一温度进行等温球化处理。
10.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(7)中，所述冷却阶段二具体是：将等温球化处理后的铬镍钼系合金结构钢炉冷至某一温度区间，随后出炉空冷。
...【技术特征摘要】
1.一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：其制备步骤如下：
2.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述退火前状态是指：所述铬镍钼系合金结构钢退火前状态为热轧圆钢。
3.根据权利要求2所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：所述铬镍钼系合金结构钢的化学成分以质量百分比计为：c：0.38～0.45％，si：0.17～040％，mn：0.60～1.20％，cr：0.90～1.45％，mo：0.15～0.60％，ni：0.20～0.75％，p：≤0.020％，s：≤0.010％，cu≤0.25％，al：0.010～0.050％，其余为基体fe和不可避免的杂质。
4.根据权利要求2所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：所述铬镍钼系合金结构钢中的热轧组织为退化珠光体+等轴铁素体，其他为少量贝氏体/马氏体+残余奥氏体，硬度为360-410hb，直径范围50-80mm。
5.根据权利要求1所述的一种铬镍钼系合金结构钢的连续球化退火方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述预热阶段具体是：将铬镍钼系...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶涛，陈颖，熊兵，张世平，赵海洋，郭志春，周云，
申请(专利权)人：南京钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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