[发明专利]一种兼顾析出强化与下贝氏体相变强化的热处理方法

说明书

本发明提供了一种兼顾析出强化与下贝氏体相变强化的热处理方法，属于合金材料的热处理技术领域。本发明提供的热处理方法，包括以下步骤：将铁基合金加热到奥氏体相区进行第一保温，然后冷却至马氏体转变温度，进行第二保温，再升温至可以产生析出强化的温度区间进行第三保温，最后冷却至下贝氏体相变温度区间的温度范围内进行第四保温，然后冷却至室温。本发明采用预淬火+回火+下贝氏体转变的方法流程，利用了析出强化、下贝氏体相变强化以及复相(下贝氏体和马氏体)细晶强化，提高材料的强度和冲击吸收功。实施例的结果显示，采用本发明提供的热处理方法制备的铁基合金的硬度≥56HRC，冲击吸收功Aku≥28J。

技术领域

本发明涉及合金材料的热处理技术领域，尤其涉及一种兼顾析出强化与下贝氏体相变强化的热处理方法。

背景技术

铁基合金由于其高强度和高硬度的特点，常常在强冲击、强磨损的严酷条件下服役，容易造成铁基合金的断裂，因此，往往需要对铁基合金的性能进行提升。

热处理方法是提高铁基合金性能最有效的方法之一，现有技术中的热处理方法主要为淬火+回火。

一般而言，析出强化与下贝氏体强化不在同一个零部件上进行，因为在经过获得下贝氏体的热处理加工之后，如果增加促进析出强化的回火处理，虽然会使材料的硬度上升，但是会造成冲击吸收功的下降，使铁基合金的塑性下降，进而造成金属零部件的断裂失效。因此，现有的热处理工艺难以制备得到同时具有高硬度和高冲击吸收功的铁基合金，只能分别制备具有高硬度和高冲击吸收功的零件，然后相互组合来保证在强冲击、强磨损的条件下服役。

随着科技的发展，金属零部件面临的冲击和磨损压力越来越大，金属零件组合的方式已经难以满足使用要求，因此开发一种能够制备同时具有高强度、高冲击吸收功的铁基合金热处理方法已经迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼顾析出强化与下贝氏体相变强化的热处理方法，本发明提供的热处理方法制备的铁基合金具有高硬度和高冲击吸收功的特点，有效解决了现有技术中热处理方法无法同时在铁基合金上进行析出强化与下贝氏体强化的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种兼顾析出强化与下贝氏体相变强化的热处理方法，包括以下步骤：

(1)将铁基合金加热到奥氏体相区进行第一保温，得到奥氏体化合金；

(2)将所述步骤(1)得到的奥氏体化合金第一冷却至马氏体转变温度，进行第二保温，得到马氏体铁基合金；

(3)将所述步骤(2)得到的马氏体铁基合金升温至可以产生析出强化的温度区间进行第三保温，得到回火态铁基合金；

(4)将所述步骤(3)得到的回火态铁基合金第二冷却至下贝氏体相变温度区间的温度范围内进行第四保温，然后第三冷却至室温。

优选地，所述步骤(1)中第一保温的温度为高于Ac3或Accm温度20～300℃，第一保温的时间为30～90min。

优选地，所述步骤(2)中的第一冷却为水冷或油冷。

优选地，所述步骤(2)中第二保温的温度为Ms温度以下10～100℃，第二保温的时间≤5分钟。

优选地，所述步骤(3)中第三保温的时间≤1小时。

优选地，所述步骤(4)中第四保温的时间为1～3小时。

优选地，步骤(4)中的第二冷却为水冷或油冷，第三冷却为自然冷却、水冷或油冷。

优选地，所述奥氏体相区、马氏体转变温度和下贝氏体相变温度区间从铁基合金的TTT图中获得。

优选地，所述铁基合金为H13钢、42CrMo钢或Cr12MoV钢。