[发明专利]一种ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的控制方法

说明书

本发明涉及材料力学性能优化控制工艺领域，具体涉及一种ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的控制方法。本发明通过对ZG15Cr2Mo1材料物理性能、相变点、CCT曲线进行仔细深入的研究，通过制定不同热处理工艺，检测分析材料特性、优化热处理工艺、研究化学成份对性能的影响、优化化学成份控制等方法，制定出一种满足ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的热处理工艺及化学成份控制方法，按照取样、正火工艺优化、退火工艺优化、化学成份优化、结果验证以及成品生产的步骤生产质量稳定的ZG15Cr2Mo1材料成品，以满足ZG15Cr2Mo1材料力学性能稳定控制的需要，使生产的材料能够满足具体力学性能使用需求。

技术领域

本发明涉及材料力学性能优化控制工艺领域，具体涉及一种ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的控制方法。

背景技术

ZG15Cr2Mo1铸钢材料主要化学成份要求C：0.15～0.20％、Si：≤0.8％、Mn≤0.90％、Cu≤0.35％、Cr：2.0～2.75、Mo：0.90～1.20、V≤0.05％；室温抗拉强度要求在585～760MPa范围内，三组不同温度不同应力高温持久时间要求120h以上，韧脆转变温度FATT50要求≤79℃。然而，在具体生产过程中，存在ZG15Cr2Mo1铸钢材料易出现化学成分、热处理工艺控制不稳定，室温及高温力学性能波动，影响产品质量稳定控制的问题，从而使ZG15Cr2Mo1铸钢材料的生产质量不稳定，难以满足生产使用要求。

因此，基于上述，发明人通过对ZG15Cr2Mo1材料物理性能、相变点、CCT曲线进行仔细深入的研究，通过制定不同热处理工艺，检测分析材料特性、优化热处理工艺、研究化学成份对性能的影响、优化化学成份控制等方法，制定出一种满足ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的热处理工艺及化学成份控制方法，以满足ZG15Cr2Mo1材料力学性能稳定控制的需要，从而解决现有技术存在的不足和缺陷。

发明内容

本发明的目的就在于：针对目前存在的上述问题，本发明通过对ZG15Cr2Mo1材料物理性能、相变点、CCT曲线进行仔细深入的研究，通过制定不同热处理工艺，检测分析材料特性、优化热处理工艺、研究化学成份对性能的影响、优化化学成份控制等方法，制定出一种满足ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的热处理工艺及化学成份控制方法，以满足ZG15Cr2Mo1材料力学性能稳定控制的需要，从而解决现有技术存在的不足和缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种ZG15Cr2Mo1材料室温及高温力学性能的控制方法，包括如下步骤：

(1)取样：浇铸相同化学成份的同炉ZG15Cr2Mo1材料，从同炉材料中切取若干尺寸相同的试样块，确保化学成份一致；将试样块清洗干净并氮气吹干，以作备用；

(2)ZG15Cr2Mo1材料正火工艺优化：通过研究确认ZG15Cr2Mo1材料的Ac₁温度为800℃，Ac₃温度为900℃，选择900～1000℃范围内的不同温度，保温8～12小时，按照5℃/h～65℃/h的不同冷却速度进行正火热处理，检测抗拉强度及金相组织，得出抗拉强度在900～1100Mpa且金相组织全部为贝氏体组织的最佳正火工艺为920-970℃的温度范围；

(3)ZG15Cr2Mo1材料回火工艺优化：采用步骤(2)中的最佳正火工艺，设计不同的回火温度，采用冷速为30～60℃/h回火工艺，对每一回火温度的2～3个试块检测抗拉强度，得出在720～760℃温度范围内回火材料的抗拉强度达630MPa，材料的抗拉强度结果较好且满足标准要求；

根据步骤(2)、(3)优化得到ZG15Cr2Mo1材料的热处理工艺为：采用920～970℃、保温8-12小时、以5～30℃/h的冷速进行正火，采用720～760℃、保温8-12小时，以30～60℃/h的冷速进行回火；