[发明专利]一种消除30CrNi3MoV合金钢混晶缺陷的热处理加工方法

说明书

本发明公开一种消除30CrNi3MoV合金钢混晶缺陷的热处理加工方法，属于合金钢加工工艺技术领域。该方法首先利用现有锻造技术进行锻造加工，然后对锻造后的锻件进行热处理加工，通过控制改善30CrNi3MoV合金钢的正火和淬火温度及保温时间，以及通过工艺处理去除组织遗传，得到良好的去除混晶缺陷的效果。本发明方法能够有效的改善工件的内部组织，减少混晶和晶粒粗大缺陷，解决材料混晶缺陷，提高工件的合格率。

技术领域：

本发明属于合金钢加工工艺技术领域，具体涉及一种消除30CrNi3MoV合金钢混晶缺陷的热处理加工方法，该方法对30CrNi3MoV合金结构钢现有的热处理加工工艺进行了改善，以获得组织性能更好的工件。

背景技术：

30CrNi3MoV钢是一种高强度钢，淬透性很高。淬火高温回火后可在大截面上获得均匀的强度、高的塑性、韧性、疲劳强度，低的冷脆转变温度和缺口敏感性。无明显回火脆性，切削性能中等，冷变形塑性和焊接性较差。对白点的形成敏感，锻后尽量缓冷。宜作截面较大的零件，如轴类零件、对接接头、齿轮等。现有30CrNi3MoV合金钢的加工工艺都要经过熔炼、铸锭、锻造、热处理等过程。在锻造加工过程中，锻坯经过加热、锻压成形、切边冲孔、矫正检验等流程，能得到机械零件的形状，而且能改善金属内部组织，提高金属的机械性能和物理性能。而在热处理加工过程中，固态金属材料通过加热、保温和冷却的手段，包括正火(N)、淬火(Q)、回火(T)工艺，改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能，其特点是改善工件的内在质量。

现有30CrNi3MoV合金钢的热处理加工过程中，还是会产生很多组织缺陷，晶粒粗大且不均匀，即混晶就是其缺陷之一。这主要是是由于由于奥氏体晶粒在高温下随时间延长极易长大，所以如果正火和淬火温度偏高、时间偏长均会导致奥氏体晶粒长大，转变产物也会晶粒粗大，就会很容易产生混晶缺陷。另外30CrNi3MoV钢的合金化程度较高，在锻后冷却过程中易产生不平衡的贝氏体组织，非平衡组织在一定加热条件下，所形成的新的奥氏体晶粒继承和恢复原始粗大晶粒的现象，导致组织遗传。混晶缺陷的存在严重影响大锻件的使用性能和服役水平。能得到晶粒细小、性能适宜的材料是每一位材料工作者的最大目标。随着现代工业的飞速发展，30CrNi3MoV合金钢的需求也会越来越大，发现其在热处理过程产生混晶的原因并且制定消除混晶的措施，对于此钢的生产是相当有必要的。

发明内容：

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种消除30CrNi3MoV合金钢混晶缺陷的热处理加工方法。该方法是通过控制改善30CrNi3MoV合金钢的正火和淬火温度及保温时间，以及通过工艺处理去除组织遗传，再加上现有的热处理加工方法有机结合起来而得到特殊的去除混晶缺陷的效果。

本发明提供的一种消除30CrNi3MoV合金钢混晶缺陷的热处理加工方法具体步骤如下：

(1)利用现有锻造技术将待成形30CrNi3MoV钢进行锻造加工，得到锻造后的工件；

(2)对所述锻造后的工件进行化学成分分析；

(3)对所述锻造后的工件进行退火处理得到退火处理后的工件，退火处理用于消除非平衡组织；

(4)对所述退火处理后的工件进行正火处理得到正火处理后的工件，设定的正火温度T1和正火保温时间t1根据以下公式确定：

t1＝AD/N，

其中：A_C3－亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的转变温度(℃)，所述30CrNi3MoV亚共析钢加热时，所有铁素体转变为奥氏体的转变温度为780℃，

W_C－碳含量(质量百分比)，

λ－加热系数，取1.5～2.5，

A－保温系数，取3/8～1/2，