[发明专利]一种高强度钢的回火热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种回火热处理工艺，尤其是涉及一种高强度钢的回火热处理工艺。

背景技术

一般的高强度铸钢材料，强度高、韧性差，尤其是在温度低的工作条件下，材料脆性断裂倾向会增大，此时维持强度和韧性的平衡具有较大难度。目前，热处理过程中材料的低温冲击韧性的重复性及再现性很差。前期生产的过程中经常存在强度和冲击性能不能同时满足的情况，当强度能满足要求的时候，低温冲击达不到性能要求的指标，或者是低温冲击能满足要求的时候，强度低于性能指标的要求，且材料-20℃冲击和-40℃冲击结果不稳定，大大延长了试验的周期、增加了生产制造的成本，同时制约了企业的发展。

目前为止还没有克服上述方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种方法独特、通过控制调节回火保温温度，确定回火热处理工艺对高强度钢低温冲击性能的影响，得到材料强度和韧性均符合标准的最佳回火工艺参数，保证材料在低温环境下使用的综合性能符合要求的一种高强度钢的回火热处理工艺。

本发明通过如下方式实现：

一种高强度钢的回火热处理工艺，其特征在于：该工艺包括如下步骤：

a、将材料加热至850℃～920℃奥氏体化，保温3～5小时后，以炉冷至室温退火，达到组织均匀化的目的；

b、将材料加热至850℃～920℃奥氏体化，保温3～5小时后水淬到200℃～260℃；

c、将淬火后的材料分别在590℃、610℃、630℃、650℃、670℃下保温2～5小时后进行高温回火；

所述材料的化学成分为C%：0.25-0.32、Si%：0.60-0.90、Mn%：0.90-1.10、P%≤0.04、S%≤0.045、Cr%：0.40-0.80、Mo%：0.15-0.35、Ni%：0.4-0.8；

所述材料的相变点温度，AC3为841℃，AC1为726℃；

所述材料满足综合性能的最佳回火参数为650℃保温2～3小时。

本发明有如下效果：

1）方法独特：本发明提供的方法按照行业规范和标准进行热处理工艺制度的确定，铸件的化学成分为C%：0.25-0.32、Si%：0.60-0.90、Mn%：0.90-1.10、P%≤0.04、S%≤0.045、Cr%：0.40-0.80、Mo%：0.15-0.35、Ni%：0.4-0.8，确定合理的热处理工艺参数：首先确定该材料的相变点温度，AC₃为841℃，AC₁为726℃，然后确定热处理工艺制度为“退火+淬火水冷+高温回火空冷”。退火的主要目的是达到材料的组织均匀化，然后采用淬火水冷使材料的组织细化，同时提高材料的综合力学性能，最后通过高温回火使基体再结晶和碳化物质点粗化、球化，由于碳化物的球化减少位错滑移的距离，使滑移的距离变短，从而塑性、韧性呈上升趋势。

2）通过上述热处理工艺得到表1及图1所示的性能结果，根据结果可以确定，该材料随回火温度的提高，强度呈递减趋势，低温冲击性能先升高后降低，回火温度为650℃时强度和低温冲击性能均能满足性能要求，但是当回火温度为670℃时，低温冲击性能下降且强度不能满足性能要求。因此，该材料能满足综合性能的最佳回火参数为650℃保温2～3小时。

表1不同回火温度下材料的性能结果

3）得到材料强度和韧性均符合标准的最佳回火工艺参数，保证材料在低温环境下使用的综合性能符合：保证了优良的室温综合力学性能和较高的低温冲击韧性，满足了材料在低温环境下使用的综合性能：抗拉强度≥725MPa、屈服强度≥585MPa、延伸率≥17%、断面收缩率≥35%、-20℃AKv≥42J、-40℃AKv≥27J；确保材料在不同回火温度条件下的低温冲击性能的同时，得到了最优的回火性能参数，使该材料能够同时满足高强度和高的低温冲击性能要求，对热处理工艺制度的确定及提高产品档次具有非常重要的意义。

附图说明

图1不同回火温度下材料的性能结果

具体实施方式

一种高强度钢的回火热处理工艺，该工艺包括如下步骤：a、将材料加热至850℃～920℃奥氏体化，保温3～5小时后，以炉冷至室温退火，达到组织均匀化的目的；b、将材料加热至850℃～920℃奥氏体化，保温3～5小时后水淬到200℃～260℃；c、将淬火后的材料分别在590℃、610℃、630℃、650℃、670℃下保温2～5小时后进行高温回火。本方法通过“退火+淬火水冷+高温回火空冷”实现材料的高强度及低温冲击性能要求。所述材料的化学成分为C%：0.25-0.32、Si%：0.60-0.90、Mn%：0.90-1.10、P%≤0.04、S%≤0.045、Cr%：0.40-0.80、Mo%：0.15-0.35、Ni%：0.4-0.8。所述材料的相变点温度，AC3为841℃，AC1为726℃。所述材料满足综合性能的最佳回火参数为650℃保温2～3小时。