專利名稱：一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，屬于合金鋼領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為了獲得優(yōu)良性能的高強(qiáng)度合金鋼，通常除了添加一定量元素或貴重元素外，還需對(duì)
產(chǎn)品構(gòu)件或零件加熱到臨界點(diǎn)Ac3以上30-50°C，隨后在水或其它介質(zhì)中進(jìn)行淬火處理，淬火溫度一般在900。C左右。為此，不可避免由于冷卻過程中產(chǎn)生熱應(yīng)力及相變組織應(yīng)力而導(dǎo)致變形及開裂現(xiàn)象。
針對(duì)以上現(xiàn)狀，申請(qǐng)人提出了本申請(qǐng)項(xiàng)目，即"一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法"的專利申請(qǐng)，以解決貝氏體鋼在淬火時(shí)的開裂及變形問題，使淬火貝氏體鋼得以在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。淬火時(shí)冷卻速度快，故顯微組織得到改善，性能大幅度提高。
本申請(qǐng)人曾于08年9月27日提出了 "一種錳系水淬貝氏體鋼的制備方法"的專利申請(qǐng)，公開了一種水(油)淬貝氏體鋼的生產(chǎn)工藝，但該工藝未能妥善解決淬火中的變形及開裂問題，也未達(dá)到淬火改善組織和力學(xué)性能的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，改變傳統(tǒng)鋼鐵的淬火工藝，以改善產(chǎn)品的組織和性能，而且有效避免淬火中的開裂。
本發(fā)明提出的一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，包括以下各步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，鋼中各成分的重量百分比可以為
0. G6—0. 54%
Mn:1.80—3.50%
Si:0. 20—1.80%
Cr:0—1.60%
Mo:0—3. 00%
W:0—3. 00%
Ni:0—3. 00%
Ti:0—0.12%
V:0—0.12%
Nb:0—0.12%
N0—0. 02%
B:0—0.01%
余為Fe;(2) 將上述鋼材鍛壓、軋制或鑄造成產(chǎn)品，空冷至480'C—700'C，隨即進(jìn)行水冷、 油冷或鹽堿液冷至200'C—250'C，或?qū)a(chǎn)品重新加熱至奧氏體轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)以上30—5(TC， 空冷至48(TC—70(TC,隨即進(jìn)行水冷、油冷或鹽堿液冷至200'C—250'C,然后取出空冷 或緩冷至室溫；
(3) 將上述產(chǎn)品加熱至200XT—600'C，保溫l一5小時(shí)進(jìn)行回火處理。 本發(fā)明提出的錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，通過成分優(yōu)化，在空冷至較低溫區(qū)(480
°C-700°C)時(shí)，隨即淬火相當(dāng)于在480'C-700'C進(jìn)行淬火，降低了淬火溫度，從而有效避
免高溫淬火下的變形及開裂。而國內(nèi)外歷來鋼的淬火溫度均在臨界點(diǎn)AC3以上，通常約為
85(TC以上，淬火時(shí)容易產(chǎn)生熱應(yīng)力及組織應(yīng)力導(dǎo)致變形及開裂。本發(fā)明方法為了減少變 形開裂和增加貝氏體含量，改善貝氏體/馬氏體復(fù)相組織，提高力學(xué)性能，水冷、油冷或 鹽堿液冷至200'C—25(TC (在貝氏體轉(zhuǎn)變溫區(qū)內(nèi))隨后采用空冷或緩慢冷卻方式。本發(fā) 明的錳系淬火貝氏體鋼，與同強(qiáng)度級(jí)別的其他鋼種相比，合金成本低廉，性能提高，且整 個(gè)生產(chǎn)工藝過程無需復(fù)雜工序，顯著地降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，鋼中各成分的 重量百分比可以為
C:0. 06—0. 54%
Mn:1.80—3. 50%
Si:0.20—1.80%
Cr:0—1.60%
Mo:0—3. 00%
W:0—3. 00%
Ni:0—3. 00%
Ti:O—0.12%
V:O—O. 12%
Nb:O—0.12%
N0—0. 02%
B:0—0. 01%
余為Fe;
將上述鋼材鍛壓、軋制或鑄造成產(chǎn)品，空冷至480'C—700'C,隨即進(jìn)行水冷或油冷 或鹽堿液冷至20(TC—25(TC (或重新加熱至奧氏體轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)以上30—50。C，空冷至480 'C一70(TC，隨即進(jìn)行水冷或者油冷或鹽堿液冷至20(TC—250'C)，然后取出空冷或緩冷 至室溫；將上述產(chǎn)品加熱至20(TC—600°C，保溫1 —5小時(shí)進(jìn)行回火處理。
本發(fā)明實(shí)施例中，鋼中各成分的重量百分比如下表所示實(shí) 施 例成分CMnSiCrMoNiTiVNB
10.062. 601. 501.200. 500.04一0. 10一一
20. 103. 501.501.200. 200. 04-一一—
(30. 152. 800. 800. 800. 02一-0.010.01
(40.202. 801. 600. 50一0.10-一一
50. 252. 601.501.200. 500. 04—0.10一—
60. 251.901.501.200. 04--一一
0. 251.900. 800. 800.02_一0. 010.01
80. 301.801.600. 50-0. 10——
90. 302. 700.50. 200. 02-一——
100. 381.800.5
110. 451,900.5一-0.10—
120. 482.100. 50. 20_—-0.10——
130. 541.800.50. 20—-0. 10一一
140. 541.800. 50. 25--0. 10一
150. 542. 000.50.50. 25-一0. 10-一
實(shí)施例1的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至480'C隨即進(jìn)行水冷 至250'C,后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至20(TC ，保溫5小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例2的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛^，軋制或鑄造后，空冷至50(TC隨即進(jìn)行水冷 至250'C，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至350'C，保溫3小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例3的制備方法如下
(1)用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至550'C隨即進(jìn)行油冷 至230'C，后空冷至室溫；
5(2)將上述產(chǎn)品加熱至450'C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例4的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至600'C隨即進(jìn)行水冷 至20(TC，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至600'C，保溫l小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例5的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至70(TC隨即進(jìn)行油冷 至200'C，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至300'C，保溫3小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例6的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至48(TC隨即進(jìn)行水冷 至230'C，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至250'C，保溫5小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例7的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至55(TC隨即進(jìn)行水冷 至250'C，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至450'C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例8的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鱘造后，空冷至650'C隨即進(jìn)行油冷 至200。C，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至25(TC，保溫5小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例9的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，重新加熱至Ac3以上50°C， 空冷至48(TC隨即進(jìn)行水冷至250°C，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至250'C，保溫5小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例10的制備方法如下-
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，重新加熱至Ac3以上30。C， 空冷至50(TC隨即進(jìn)行水冷至25(TC，后空冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至500'C，保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例11的制備方法如下-
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，重新加熱至Ac3以上30°C， 空冷至600'C隨即進(jìn)行水冷至250'C，后爐冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至300'C，保溫3小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例12的制備方法如下
(1)用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，重新加熱至Ac3以上30。C，空冷至70(TC隨即進(jìn)行油冷至20(TC,后爐冷至室溫；
(2)將上述產(chǎn)品加熱至30(TC，保溫3小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例13的制備方法如下-
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，重新加熱至AC3以上30。C， 空冷至70(TC隨即進(jìn)行鹽堿液冷至200°C，后爐冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至300。C，保溫3小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例14的制備方法如下
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至700'C隨即進(jìn)行鹽堿 液冷至200。C，后爐冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至30(TC，保溫3小時(shí)進(jìn)行回火處理。 實(shí)施例15的制備方法如下-
(1) 用轉(zhuǎn)爐或電爐進(jìn)行常規(guī)煉鋼，鍛造，軋制或鑄造后，空冷至50(TC隨即進(jìn)行鹽堿 液冷至200'C，后爐冷至室溫；
(2) 將上述產(chǎn)品加熱至50(TC,保溫2小時(shí)進(jìn)行回火處理。
權(quán)利要求
1、一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，其特征在于該方法包括以下各步驟(1)用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，鋼中各成分的重量百分比可以為C 0.06-0.54％Mn1.80-3.50％Si0.20-1.80％Cr0-1.60％Mo0-3.00％W 0-3.00％Ni0-3.00％Ti0-0.12％V 0-0.12％Nb0-0.12％N 0-0.02％B 0-0.01％余為Fe；(2)將上述鋼材鍛壓、軋制或鑄造成產(chǎn)品，空冷至480℃-700℃，隨即進(jìn)行水冷、油冷或鹽堿液冷至200℃-250℃，或?qū)a(chǎn)品重新加熱至奧氏體轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)以上30-50℃，空冷至480℃-700℃，隨即進(jìn)行水冷、油冷或鹽堿液冷至200℃-250℃，然后取出空冷或緩冷至室溫；(3)將上述產(chǎn)品加熱至200℃-600℃，保溫1-5小時(shí)進(jìn)行回火處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錳系淬火貝氏體鋼的制備方法，屬于合金鋼領(lǐng)域。首先用常規(guī)煉鋼工藝冶煉后，將上述鋼材鍛壓、軋制或鑄造成產(chǎn)品，空冷至480℃-700℃，隨即進(jìn)行水冷或油冷或鹽堿液冷至200℃-250℃(或重新加熱至奧氏體轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)以上30-50℃，空冷至480℃-700℃，隨即進(jìn)行水冷或者油冷或鹽堿液冷至200℃-250℃)，然后取出空冷或緩冷至室溫；將上述產(chǎn)品加熱至200℃-600℃，保溫1-5小時(shí)進(jìn)行回火處理。本發(fā)明的錳系淬火貝氏體鋼，與同強(qiáng)度級(jí)別的其他鋼種相比，合金成本低廉，性能提高，且整個(gè)生產(chǎn)工藝過程無需復(fù)雜工序，顯著地降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C21D8/00GK101654728SQ20091009328
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者春 馮, 寒 張, 成小樂, 方鴻生, 白秉哲, 羅開雙, 磊 許, 許峰云, 鄭燕康 申請(qǐng)人:清華大學(xué)