CN100516245C - 17-4ph钢表面强化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种17-4PH钢表面强化方法，所要解决的问题是：17-4PH钢通常在下面两种热处理状态下使用：一是固溶时效状态；二是固溶过时效状态。第一种状态机件强度超过1200Mpa，应力腐蚀倾向严重，一般采取降低工作效率或加大机件断面尺寸的方法解决。第二种状态机件硬度低、耐磨性差，设备使用寿命缩短。本发明的要点是：首先预备热处理：包括锻后防内裂退火和固溶+过时效处理，再稳定化处理；其次最终热处理：包括表面固溶处理和表面时效处理。本发明的积极效果是：通过工件表面感应加热固溶时效处理，工件心部硬度≤33，符合该钢种在酸性介质使用的硬度条件；表面层0.8-1.5mm范围内硬度为42-45，抗应力腐蚀开裂性能与耐磨性能兼优。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料及热处理领域，是一种马氏体型沉淀硬化钢抗应力腐蚀开裂性能与耐磨性兼优的热处理工艺方法。
背景技术
在气体压缩机、水泵等通用机械设备用于酸性介质、特别是高浓度硫化氢介质时，其受磨损部件须同时考虑磨损和应力腐蚀问题，这关系到设备的安全运行和使用寿命。17-4PH钢(根据GB/T1220-1992，17-4PH钢的牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb，其化学成分，C≤0.07％，Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni为3.00-5.00％，Cr为15.00-17.50％，Cu为3.00-5.00％，Nb为0.15-0.45％，其余为Fe)通常在下面两种热处理状态下使用：一是1040℃+480℃，即固溶时效状态；二是1040℃+620℃，即固溶过时效状态。第一种状态机件强度超过1200Mpa，应力腐蚀倾向严重，一般采取降低工作效率或加大机件断面尺寸的方法解决。第二种状态机件硬度低、耐磨性差，设备使用寿命缩短。
发明内容
本发明的目的旨在使用常规热处理设备、而提供一种特殊的热处理工艺方法，使17-4PH钢在酸性介质、特别是高浓度硫化氢介质时、以及较高工作应力的共同作用下，机件的抗应力腐蚀开裂性能与耐磨性能达到安全可靠运行的要求。
本发明的目的是这样实现的：
一、预备热处理
1、锻后防内裂退火：550-700℃炉冷；
2、固溶+过时效处理：1040℃±10℃淬油+620℃±10℃空冷回火，屈服强度≥750Mpa，抗拉强度≥850Mpa，截面回缩率≥60％，延伸率≥19％，冲击功≥100J，落实硬度≤33；
3、稳定化处理：550-600℃炉冷；
二、最终热处理
1、表面固溶处理：工件旋转速度110r/min，感应器移动速度2.3mm/s，加热温度1060±10℃，冷却方式压缩空气倾斜30°喷射，冷却温度≯90℃。
2、表面时效处理：使用设备井式电阻炉，加热速度≤100℃/h，加热温度480℃±10℃，保温时间3小时，冷却方式炉冷至≤120℃±10℃空冷。
3、检验：表面固溶处理后布氏硬度为341；时效后表面硬度HRC为42-45，0.7mm≤硬化层深度≤1.5mm，硬化层梯度平缓，硬化层金相组织为低马氏基体上弥散颁细小硬化质点，弯曲度≤0.05mm。
本发明与现有技术方案相比，其抗应力腐蚀开裂性能与耐磨性能通过工件表面感应加热固溶时效处理，工件心部硬度≤33，符合该钢种在酸性介质使用的硬度条件；表面层0.8-1.5mm范围内硬度为42-45，抗应力腐蚀开裂性能与耐磨性能兼优。
具体实施方式
以下结合实施例具体说明本发明。
一、预备热处理
1、锻后防内裂退火：600℃炉冷；
2、固溶+过时效处理：1040℃淬油+620℃空冷回火，屈服强度≥750Mpa，抗拉强度≥850Mpa，截面回缩率≥60％，延伸率≥19％，冲击功≥100J，硬度≤33；
3、稳定化处理：600℃炉冷；
二、最终热处理
1、表面固溶处理：工件旋转速度110r/min，感应器移动速度2.3mm/s，加热温度1060℃，冷却方式压缩空气倾斜30°喷射，冷却温度≯90℃。
2、表面时效处理：使用设备井式电阻炉，加热速度≤100℃/h，加热温度480℃，保温时间3小时，冷却方式炉冷至≤120℃空冷。
3、检验：表面固溶处理后布氏硬度为341；时效后表面硬度HRC为42-45，0.7mm≤硬化层深度≤1.5mm，硬化层梯度平缓，硬化层金相组织为低马氏基体上弥散颁细小硬化质点，弯曲度≤0.05mm。
Claims (1)
1、一种17-4PH钢表面强化方法，其特征是：
(1)、预备热处理
(1.1)、锻后防内裂退火：550-700℃炉冷；
(1.2)、固溶+过时效处理：1040℃±10℃淬油+620℃±10℃空冷回火，屈服强度≥750Mpa，抗拉强度≥850Mpa，截面回缩率≥60％，延伸率≥19％，冲击功≥100J，落实硬度≤33；
(1.3)、稳定化处理：550-600℃炉冷；
(2)、最终热处理
(2.1)、表面固溶处理：工件旋转速度110r/min，感应器移动速度2.3mm/s，加热温度1060±10℃，冷却方式压缩空气倾斜30°喷射，冷却温度≯90℃；
(2.2)、表面时效处理：使用设备井式电阻炉，加热速度≤100℃/h，加热温度480℃±10℃，保温时间3小时，冷却方式炉冷至≤120℃±10℃空冷；
(3)、检验：表面固溶处理后布氏硬度为341；时效后表面硬度HRC为42-45，0.7mm≤硬化层深度≤1.5mm，硬化层梯度平缓，硬化层金相组织为低马氏基体上弥散颁细小硬化质点，弯曲度≤0.05mm；
所说的17-4PH钢的化学成分是：C≤0.07％，Si≤1.00％，Mn≤1.00％，P≤0.04％，S≤0.03％，Ni为3.00-5.00％，Cr为15.00-17.50％，Cu为3.00-5.00％，Nb为0.15-0.45％，其余为Fe。
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