專利名稱：一種NiCrMoV鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鍛件的熱處理方法，特別屬于鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法。
背景技術(shù)：
NiCrMoV 鋼具有高淬透性，奧氏體化后，直徑IOOOmm甚至更大的鍛件，鍛停后采用空冷或爐冷處理，心部也只能得到以貝氏體為主的組織，而靠近鍛件表面處則以針狀下貝氏體組織為主。由于鍛件組織為粗晶的非平衡組織，直接進(jìn)行終熱處理時(shí)將因組織遺傳而保留原始的粗晶狀態(tài)，造成鍛件機(jī)械性能下降，也使鍛件超聲波探傷時(shí)的波形出現(xiàn)草狀波，干擾缺陷信號，使鍛件內(nèi)部質(zhì)量的判斷出現(xiàn)困難，甚至無法判斷的現(xiàn)象。因此，NiCrMoV鋼大型鍛件必須經(jīng)過鍛后預(yù)熱處理，主要目的是消除組織遺傳，細(xì)化晶粒。組織遺傳是指粗晶的非平衡原始組織(馬氏體、貝氏體等)在一定的加熱條件下重新奧氏體化，繼承和恢復(fù)了原始粗大晶粒的現(xiàn)象，在NiCrMoV鋼這類奧氏體穩(wěn)定性極高的鋼中極易發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
為了消除或減小組織遺傳作用對NiCrMoV鋼鍛件性能的不利影響，本發(fā)明公開ー種NiCrMoV鋼鍛件的鍛后預(yù)熱處理方法，采用這種熱處理方法對NiCrMoV鋼鍛件進(jìn)行處理，能夠有效地消除或降低組織遺傳的影響，細(xì)化晶粒，為最終熱處理做好組織準(zhǔn)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為ー種NiCrMoV鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法鍛件鍛后采用以下エ序950°C高溫正火エ序、900°C高溫正火エ序、軟化退火エ序;所述的熱處理方法的具體技術(shù)方案是950°C高溫正火エ序?yàn)殄懺欹ㄋ嚱Y(jié)束后，將鍛件直接熱送裝爐，爐溫為650±20°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加I小時(shí)；出爐空冷至鍛件表面200°C，裝爐，爐溫保持在220±20°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件,每增加100mm，增加I小時(shí)；以40-60°C /小時(shí)的升溫速度加熱至350-400°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過2小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加200mm，增加I小時(shí)；然后加熱爐以最大功率升溫至950±20°C保溫，對截面彡300mm的鍛件保溫時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加IOOmm，増加I小時(shí)；保溫結(jié)束后，空冷至鍛件表面溫度200°C ；900°C高溫正火エ序裝爐，爐溫保持在220±20°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加I小時(shí)；以40_60°C /小時(shí)的升溫速度加熱至350-400°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過2小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加200mm，增加I小時(shí);然后加熱爐以最大功率升溫至900±20°C保溫，對截面彡300mm的鍛件保溫時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加IOOmm，増加I小時(shí)；保溫結(jié)束后，空冷至鍛件表面溫度200°C ；軟化退火エ序
裝爐，爐溫保持在220±20°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加I小時(shí)；以40_60°C /小時(shí)的升溫速度加熱至660±20°C保溫，對截面彡300mm的鍛件保溫時(shí)間不超過6小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，±曾加2小時(shí)；隨爐冷卻至220±20°C出爐，空冷至室溫。申請人:認(rèn)為，由于鋼的非平衡組織以很慢的速度(彡2 :TC /min)加熱時(shí)，易于生成針形奧氏體并造成組織遺傳；當(dāng)以中等速度(100 300°C /min)加熱時(shí)，易于生成球形奧氏體，無組織遺傳發(fā)生；如果加熱速度極快(> 100 500°C/s)，則鋼的非平衡組織將以馬氏體逆轉(zhuǎn)變的方式直接復(fù)原至原奧氏體晶粒的形態(tài)與取向。對26Cr2Ni4MoV鋼的組織遺傳特性研究表明，只有當(dāng)開始發(fā)生奧氏體轉(zhuǎn)變的溫度超過750°C時(shí)，才能完全抑制組織遺傳過程，為達(dá)到此目的，在進(jìn)入臨界區(qū)時(shí)鋼的加熱速度應(yīng)不低于400°C/h。由于大型鍛件內(nèi)部升溫速度很慢，無法實(shí)現(xiàn)上述加熱速度，因此必須采取其他方法來消除組織遺傳，為最終熱處理提供合適的晶粒尺寸，以使鍛件內(nèi)部性能指標(biāo)得到保證。即使不能使鋼的加熱速度提高到400°C /h的水平而使鋼的組織遺傳完全抑止，也應(yīng)采取各種措施，使鋼在通過臨界區(qū)時(shí)的加熱速度盡可能快一點(diǎn)，以爭取獲得一定程度的晶粒細(xì)化效果。在無法采用較快加熱速度的條件下，通過多次奧氏體化處理，也可使NiCrMoV鋼的粗大奧氏體晶粒得到相當(dāng)程度的細(xì)化。根據(jù)以上研究，設(shè)計(jì)了上述技術(shù)方案。其中，950°C和900°C高溫正火エ序的目的是通過增加奧氏體化次數(shù)來使晶粒細(xì)化，軟化退火エ序的目的是降低鍛件的硬度，為后續(xù)鍛件的粗加工做好準(zhǔn)備，同時(shí)也起到了去氫退火的作用。在兩次正火過程中，在350-400°C溫度平臺(tái)升溫至目標(biāo)溫度過程中，加熱爐以最大功率加熱的目的是盡量加大鋼在發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)的過熱度，獲得更好一些的晶粒細(xì)化效果。采用本發(fā)明對NiCrMoV鋼鍛件進(jìn)行鍛后預(yù)熱處理，組織狀態(tài)得到明顯改善，晶粒明顯細(xì)化，奧氏體晶粒度一般能從鍛后的< 2級提高到6-8級，能有效保證最終熱處理后鍛件的性能，提高鍛件性能的穩(wěn)定性。


圖I為實(shí)施例I和實(shí)施例2的鍛件原始晶粒狀態(tài)。(I. 0級，100X)圖2為實(shí)施例I的950°C正火后鍛件晶粒狀態(tài)。(3. 0級，100X)圖3為實(shí)施例I的900°C正火+軟化退火后鍛件晶粒狀態(tài)。(7. 0級，100X)圖4為采用本發(fā)明所述熱處理方法后實(shí)施例2鍛件心部晶粒狀態(tài)。(8. 0級，100X)。
圖5為實(shí)施例3鍛件原始晶粒狀態(tài)。(2. 0級，100X)圖6為采用本發(fā)明所述熱處理方法后實(shí)施例3鍛件心部晶粒狀態(tài)(軸向)。圖7為采用本發(fā)明所述熱處理方法后實(shí)施例3鍛件心部晶粒狀態(tài)(徑向)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)的說明。實(shí)施例I、實(shí)施例2和實(shí)施例3鍛件化學(xué)成分(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，Wt-% )
權(quán)利要求
1.ー種NiCrMoV鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法，其特征在于 鍛件鍛后依次采用以下エ序950°C高溫正火エ序、900°C高溫正火エ序、軟化退火エ序; 所述的熱處理方法的具體技術(shù)方案是 950°C高溫正火エ序?yàn)? 鍛造エ藝結(jié)束后，將鍛件直接熱送裝爐，爐溫為650±20°C，對截面< 300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加I小時(shí)； 出爐空冷至鍛件表面200°C，裝爐，爐溫保持在220±20°C，對截面< 300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí),對300mm以上鍛件,每增加100mm，增加I小時(shí)； 以40-60°C /小時(shí)的升溫速度加熱至350-400°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過2小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加200mm，增加I小時(shí)； 然后加熱爐以最大功率升溫至950±20°C保溫，對截面< 300mm的鍛件保溫時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加IOOmm，増加I小時(shí)；保溫結(jié)束后，空冷至鍛件表面溫度 200 0C o
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種NiCrMoV鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法，其特征在于 所述的900°C高溫正火エ序 裝爐，爐溫保持在220±20°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加I小吋；以40-60 0C /小時(shí)的升溫速度加熱至350_400°C，對截面< 300mm的鍛件保持時(shí)間不超過2小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加200mm，增加I小時(shí)；然后加熱爐以最大功率升溫至900±20°C保溫，對截面< 300mm的鍛件保溫時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加IOOmm，増加I小時(shí)；保溫結(jié)束后，空冷至鍛件表面溫度 200 0C o
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種NiCrMoV鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法，其特征在于 軟化退火エ序 裝爐，爐溫保持在220±20°C，對截面彡300mm的鍛件保持時(shí)間不超過3小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加I小吋；以40-60°C /小時(shí)的升溫速度加熱至660±20°C保溫，對截面彡300mm的鍛件保溫時(shí)間不超過6小時(shí)，對300mm以上鍛件，每增加100mm，增加2小時(shí)；隨爐冷卻至220±20°C出爐，空冷至室溫。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種NiCrMoV鋼鍛件晶粒細(xì)化的熱處理方法，即鍛件鍛后采用以下工序950℃高溫正火工序、900℃高溫正火工序、軟化退火工序；采用本發(fā)明對NiCrMoV鋼鍛件進(jìn)行鍛后預(yù)熱處理，組織狀態(tài)得到明顯改善，晶粒明顯細(xì)化，奧氏體晶粒度一般能從鍛后的≤2級提高到6-8級，能有效保證最終熱處理后鍛件的性能，提高鍛件性能的穩(wěn)定性。
文檔編號C21D1/32GK102643975SQ201210120310
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者孫曼麗, 江波, 趙海, 鐘斌, 陳剛 申請人:馬鋼(集團(tuán))控股有限公司, 馬鞍山鋼鐵股份有限公司