CN101392317A - 一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，它涉及一种合金结构钢的热处理方法。本发明的目的是为解决采用现有的热处理方法后，在满足焊缝强度的情况下，零件以一定的速度穿过一定强度的物体后零件材料本身与焊缝产生了裂纹，而且零件的焊缝位置与零件的薄壁部分开裂，在实验过程中试件的冲击功也比较差的问题。本发明在试件自身温度为430～500℃条件下装炉，在650～680℃条件下预热3～4小时，然后升温至895～905℃，在895～905℃条件下保温1.5～2小时。本发明试件焊缝处的抗拉强度均在1663MPa以上，冲击功均在36J以上；母材的抗拉强度均在1890MPa以上，冲击功均在40J以上。

Description

一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种合金结构钢的热处理方法。
背景技术
35CrMnSiA[35CrMnSiA属于优质合金结构钢：按照国家标准(GB/T3077-1988)，其化学成份：碳C：0.32～0.39、硅Si：1.10～1.40、锰Mn：0.80～1.10、硫S：允许残余含量≤0.025、磷P：允许残余含量≤0.025、铬Cr：1.10～1.40、镍Ni：允许残余含量≤0.030、铜Cu：允许残余含量≤0.025。力学性能：抗拉强度σb(MPa)：≥1620(165)、屈服强度σs(MPa)：≥1275(130)、伸长率δ5(％)：≥9、断面收缩率ψ(％)：≥40、冲击功Akv(J)：≥31、冲击韧性值αkv(J/cm2)：≥39(4)、硬度：≤241HB。热处理规范及金相组织：热处理规范：1)淬火：第一次950℃，第二次890℃，油冷；回火230℃，空冷、油冷；2)880℃于280～310℃等温淬火。]这种高强度的合金结构钢目前的热处理方法是根据国标或其它标准进行热处理。随着科技的发展，一些高新产品对材料性能的要求越来越高，按照现有的热处理方法处理后的合金结构钢无法满足产品的性能要求。某产品用35CrMnSiA合金结构钢制造的大型焊接零件，使用的焊丝为H30CrMnSiA，采用现有的热处理方法后，在满足焊缝强度的情况下，零件以一定的速度穿过一定强度的物体后零件材料本身与焊缝产生了裂纹，而且零件的焊缝位置与零件的薄壁部分开裂，在实验过程中试件的冲击功也比较差。
发明内容
本发明的目的是为解决采用现有的热处理方法后，在满足焊缝强度的情况下，零件以一定的速度穿过一定强度的物体后零件材料本身与焊缝产生了裂纹，而且零件的焊缝位置与零件的薄壁部分开裂，在实验过程中试件的冲击功也比较差的问题，提供一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法。本发明由以下步骤实现：一、焊接后的35CrMnSiA合金结构钢试件，在两小时内进行去应力退火，装炉中试件的厚壁部分朝下、试件的薄壁部分朝上摆放，在550～600℃条件下保温1.5～3.5小时，然后随炉降温至300～350℃出炉空冷；二、将步骤一空冷后的试件在试件自身温度为430～500℃条件下装炉，装炉中试件的厚壁部分朝下、试件的薄壁部分朝上摆放，在650～680℃条件下预热3～4小时，然后升温至895～905℃，在895～905℃条件下保温1.5～2小时，淬火采用油冷，时间为18～20分钟；三、回火：在220～240℃条件下保温3～4小时，再水冷20～25分钟即可。
本发明具有以下有益效果：本发明按照上述方法连续对三个进行热处理后的35CrMnSiA合金结构钢试件剖开后按照国标GB/T3077做拉伸与冲击试验，试件的取样均按照国家标准执行。试件焊缝处的抗拉强度均在1663MPa以上，冲击功均在36J以上；母材的抗拉强度均在1890MPa以上，冲击功均在40J以上，均满足设计要求。由上述试验表明，本发明主要是通过热处理来提高试件的焊缝与母材的抗拉强度和冲击韧性，同时还降低了制造成本，减少了劳动强度，缩短了制造工期。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的热处理方法由以下步骤实现：一、焊接后的35CrMnSiA合金结构钢试件，在两小时内进行去应力退火，装炉中试件的厚壁部分朝下、试件的薄壁部分朝上摆放，在550～600℃条件下保温1.5～3.5小时，然后随炉降温至300～350℃出炉空冷；二、将步骤一空冷后的试件在试件自身温度为430～500℃条件下装炉，装炉中试件的厚壁部分朝下、试件的薄壁部分朝上摆放，在650～680℃条件下预热3～4小时，然后升温至895～905℃，在895～905℃条件下保温1.5～2小时，这样既能保证厚壁部分组织完全转变也能保证薄壁部分的组织完全转变，淬火采用油冷，时间为18～20分钟；三、回火：在220～240℃条件下保温3～4小时，再水冷20～25分钟即可。
具体实施方式二：本实施方式在步骤一焊接35CrMnSiA合金结构钢试件前将试件预热，预热温度为300～370℃，预热后进行焊接，焊缝打底采用H80(普通黄铜)焊丝，焊缝填充采用H30CrMnSiA焊丝。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式步骤一中的退火温度为560～590℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式步骤一中的退火温度为580℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式步骤一中的保温时间为2小时。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式步骤二中试件自身的温度为440℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式步骤二中的预热温度为680℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式步骤二中保温温度为900℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式步骤三中的回火的保温温度为230℃。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式步骤三中水冷时间为20分钟。其它与具体实施方式一相同。

Claims (10)

1、一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：热处理方法由以下步骤实现：一、焊接后的35CrMnSiA合金结构钢试件，在两小时内进行去应力退火，装炉中试件的厚壁部分朝下、试件的薄壁部分朝上摆放，在550～600℃条件下保温1.5～3.5小时，然后随炉降温至300～350℃出炉空冷；二、将步骤一空冷后的试件在试件自身温度为430～500℃条件下装炉，装炉中试件的厚壁部分朝下、试件的薄壁部分朝上摆放，在650～680℃条件下预热3～4小时，然后升温至895～905℃，在895～905℃条件下保温1.5～2小时，淬火采用油冷，时间为18～20分钟；三、回火：在220～240℃条件下保温3～4小时，再水冷20～25分钟即可。
2、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：在步骤一焊接35CrMnSiA合金结构钢试件前将试件预热，预热温度为300～370℃，预热后进行焊接，焊缝打底采用H80焊丝，焊缝填充采用H30CrMnSiA焊丝。
3、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤一中的退火温度为560～590℃。
4、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤一中的退火温度为580℃。
5、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤一中的保温时间为2小时。
6、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤二中试件自身的温度为440℃。
7、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤二中的预热温度为680℃。
8、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤二中保温温度为900℃。
9、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤三中的回火的保温温度为230℃。
10、根据权利要求1所述的一种35CrMnSiA合金结构钢的热处理方法，其特征在于：步骤三中水冷时间为20分钟。
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