[发明专利]一种高性能超高碳钢及复合热处理工艺

摘要

本发明涉及一种既具有超细晶钢，又具有节约资源且环保的高性能超高碳钢（Fe‑1.5C‑1.5Cr‑2.0Al）及复合热处理工艺，重量百分比为碳含量1.3%～1.6%，铬含量1.3%～1.5%，硅和锰含量各为0.4%～0.6%，硫和磷含量均小于0.02%，铝含量1.6%～2.0%，其余铁。优点一是利用Thermo‑Calc热力学计算软件系统，对超高碳钢合金体系进行热力学相图计算，为成分优化和确定制备工艺及热处理工艺提供了可供参考的理论基础，避免了盲目的试验性试验，有利于降低生产成本；二是本发明的超高碳钢成分合理，具有良好的工艺性能和力学性能。

主权项

一种高性能超高碳钢复合热处理工艺，其特征是重量百分比为：碳含量1.45%～1.50%，铬含量1.40%～1.45%，硅和锰含量各为0.45%～0.55%，硫和磷含量均小于0.02%，铝含量1.8%～1.9%，其余铁；其始锻温度1100℃，终锻温度850℃，在1100～950℃完成大变形量锻造，950℃以下完成修整，锻后空冷；其高性能超高碳钢复合热处理工艺：利用Thermo‑Calc热力学计算软件系统，对超高碳钢合金体系进行热力学相图计算得出重量百分比为碳含量1.45%～1.50%，铬含量1.40%～1.45%，硅和锰含量各为0.45%～0.55%，硫和磷含量均小于0.02%，铝含量1.8%～1.9%，其余铁，真空冶炼成超高碳钢铸锭待锻造用；对锻造毛坯进行复合热处理，其复合热处理工艺参数：奥氏体化温度不高于1150℃，保温时间不大于5小时，珠光体转变温度650℃，保温时间15分钟，空冷，获得无网状碳化物片层间距小于0.1μm的超细珠光体组织；渗碳体球化温度850℃，保温时间1小时，马氏体转变温度180～250℃，保温时间不大于1小时，下贝氏体转变温度300℃，保温时间2～10小时，空冷，最终可获得具有良好综合力学性能的超细马氏体+超细下贝氏体+超细残余奥氏体+超细球状渗碳体的超细复相组织。