[发明专利]高韧性合金钢及其热处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种材料及其热处理装置，特别是高韧性合金钢材料。

背景技术

材料，例如合金钢，的强度、硬度、塑性和韧性通常是一个矛盾的统一体。选择合理的合金成分和含量以达到优选的合金材料，一直是行业中努力的方向。针对船用集装箱锁具的特殊工作要求，选择合理的强度、硬度和塑性和韧性材料就是本领域中所要解决的技术问题。

现有技术中采用42CrMo材料并同时加以相应的热处理工艺，以作为锁具的材料。其中热处理包括：

一、正火：网带炉中、正火温度900℃±10℃、保温时间120分钟后空气冷却；

二、淬火：网带炉中、淬火温度890℃±10℃、保温时间120分钟后油冷却；

三、回火：网带炉中、回火温度630℃±10℃、保温时间180分钟后水冷却。

但现有技术中的材料及其相应的热处理工艺仍具有不足。例如，现有材料42CrMo采用的是具有贵重金属的合金钢，其材料成本较高；同时，热处理过程中，特别是淬火后，其弯晶马氏体量开始增多，且塑性、韧性较差；再者，热处理中的工艺较为复杂、成本高同时热处理易产生较多的环境污染。以上技术问题均有待新的技术对其进行解决。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种高韧性合金钢及其热处理装置，其中所述合金钢材料为25CrMnSi。其抗拉强度满足：850MPa，屈服强度满足：700MPa，硬度HB：240-280，满足锁具材料的机械要求，特别是船用集装箱锁具的要求。该合金钢贵重金属用量较低、机械性能满足工作条件、同时其工艺步骤及其热处理装置也具有较好的技术效果。

相对应的，对其热处理的装置包括：热处理系统和将高韧性合金钢在所述热处理系统间运输连接的运输系统，所述热处理系统沿着所述运输系统依次具有：温度可被设为920℃±10℃，停留时间可被设为120分钟的正火炉；温度可被设为880℃±10℃，停留时间可被设为180分钟的淬火炉；冷却后产品温度设为300℃，置有冷却介质为水溶性淬火液的淬火槽；温度可被设为610℃±10℃，停留时间可被设为180分钟的回火炉。

采用上述技术后所获得的材料，其抗拉强度满足：850MPa，屈服强度满足：700MPa，硬度HB：240-280，满足锁具材料的机械要求的同时，具有金属成本低、良好适宜的强度、硬度、塑性和韧性、以及热处理工艺设备简单、操作方便、自动化程度高、环境污染小的特点。

附图说明

图1是本热处理装置的示意图。

具体实施方式

为解决上述技术问题，本发明提供一种高韧性合金钢及其热处理装置。其中所述高韧性合金钢为25CrMnSi。该材料避免了现有技术中的较为昂贵的合金金属元素的使用，使得金属成本降低。同时，本技术25CrMnSi作为低碳钢(碳含量小于等于0.30％)、低合金钢淬火后组织以马氏体为主，能够保证在具有现有技术的强度和硬度的前提下，同时具备高塑、韧性。而现有技术的42CrMo的碳含量大于0.30％，在淬火后，弯晶马氏体量开始增多，且在相同的强度、硬度条件下塑性、韧性较差。因此本技术25CrMnSi材料的使用即保证了机械性能的要求，也达到了降低金属成本，以及后续热处理成本的目的。

本创作所提供的与上述技术高韧性合金钢材料25CrMnSi相对应的热处理工艺包括：

一、正火：煤气发生炉中，温度920℃±10℃、保温时间120分钟后空气冷却；

二、淬火：网带炉中，温度880℃±10℃、保温时间180分钟后水冷却；

三、回火：井式炉中，温度610℃±10℃、保温时间180分钟后空冷却。相对应的，针对上述高韧性合金钢进行热处理装置为：

1、正火炉1：温度可被设为920℃±10℃，停留时间可被设为120分钟的正火炉1。

正火时，将高韧性合金钢8置于温度低于100±10℃的正火炉1里，升温到920℃±10℃，保温120分钟，在温度低于600℃时出炉，然后置于第一空气冷却处I，进行第一次空冷；

优选的正火炉共分7个加热区，各个加热区温度设定为920℃±10℃。多个被预制成与正火炉1的尺寸相适应的高韧性合金钢8工件依批次通过上述7个加热区，而被加热升温，并依次连续的在上述7个加热区中保温，以使得高韧性合金钢8在正火炉中获得有效长度的保温时间。加热区数量也可以是其他的数量，其确定依据之一是与工件所需加热的时间相适应，以保证工件的加热要求，和大规模连续生产的要求。