CN101512022A - 制备具有低温韧性的钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制备钢的方法，在该方法中实施一种热处理，其特征在于，该钢在水中于不同高温下相继两次淬火，并接着经受退火处理。结果表明，特别是26NiCrMoV14－5钢具有较高的低温韧性。

Description

制备具有低温韧性的钢的方法
本发明涉及一种制备钢，特别是马氏体钢的方法。
在现在的机械制造中，例如在压缩机中，钢常在小于-100℃的低温下使用。大部分钢种有铁素体/马氏体晶体结构，并在该低温下变得非常脆。因此这些钢种对-100℃时的许多应用中己不再适用。补救措施是使用另一类钢即具有低温韧性的钢(
Figure A200680055833D0003145926QIETU
)代替具有铁素体/马氏体晶体结构的钢种。具有低温韧性的钢的特征在于其奥氏体结构且较软。此外，该具有低温韧性的钢的强度小。
韧性意指在固态下用机械应力可出现宏观可察塑性变形的特性。韧性也可表征塑性变形体可耐受抗力即为变形需施加的机械应力的大小和/或能量的强度。脆性可表征为相反的特性。
为在要求高的机械制造中可在小于-100℃下使用钢，则应用含10-20％奥氏体结构组分的高强度钢。此外，这种钢也有优良的低温特性。10-20％的奥氏体含量通过有针对性的热处理和9％镍的合金含量实现。己知该钢的标准标号为X8Ni9。
但9％镍钢的缺点在于，在机械应力下较早开始流变。此外，在承受不同的温度时例如压缩机轴会发生变形。特别是在轴中该奥氏体呈不均匀分布时发生。
由此本发明的目的在于提供一种制备钢的方法，通过该方法提高了钢的低温韧性(Kaltzahigkeit)，并且该方法可简单转变。
本发明的目的是通过一种制备钢的方法实现的，该方法中实施包括淬火和退火的热处理，其特征在于下列步骤：
a)在920-960℃下淬火，
b)在820-860℃下实施第二次淬火，
c)在620-660℃下退火。
其优点特别在于，用该方法提供了一种改进钢的简便方法，即使钢具有高的低温韧性。本发明基于标准热处理，即在约850℃下实施第一和单一的淬火过程和在约630℃于空冷下退火，不能产生满意的钢特性。而通过本发明的热处理，即在水急冷下的第一次淬火在第一温度下进行和第二次淬火在第二温度下进行并接着用在给定的温度范围内的退火温度意外地产生一种有较高冷低温韧性的钢。该钢由此可在达至少-170℃下使用，例如用作压缩机的轴材料。
在一个有利的扩展方案中，在该方法中应用马氏体钢，优选3.5％Ni和1.5％Cr型钢，特别是Stahl-Eisen-Werkstoffblatt(SEW)555中的26NiCrMoV14-5钢。
结果表明，马氏体钢特别适于该方法。此外，马氏体钢可特别简单和由此低成本制备。
特别是26NiCrMoV14-5钢是一种通过本发明热处理方法可赋予其较高低温韧性的钢。特别是该钢可用作压缩机的轴材料。此外，26NiCrMoV14-5钢是用于涡轮机和发电机的所谓标准轴材料，因此可较好作为例如牌号为X8Ni9的钢使用。X8Ni9钢例如需在特种熔炼中生产。此外，26NiCrMoV14-5钢由于其较低的合金元素含量而比X8Ni9钢的价格低。
另一个优点是马氏体晶体结构导致更为有利的机械应力性质。
另一个优点是通过均一的晶体结构避免了在热膨胀行为时的特殊性。
在另一有利的扩展方案中，步骤a)和b)的淬火过程中的急冷在水中进行。
由此该淬火过程的成本可变得特别低。另一方面是用水急冷导致优良的结果。
在另一有利的扩展方案中，该退火过程在空冷中进行。
一个特别的优点在于，通过空冷提供了一种达到极优结果的简单方法。通过该方法得到的钢有非常高的低温韧性。
下面详述本发明的实施例。
使用26NiCrMoV14-5钢代替9％镍钢。应用一种提高钢的低温韧性的方法，其中进行热处理，其特征在于如下步骤：
1)在920-960℃下淬火，
2)在820-860℃下进行第二淬火，
3)在620-660℃下退火。
结果表明，第一淬火过程的温度特别是应在约950℃。第二淬火过程的温度最理想是在约850℃。
结果还表明，退火过程中的温度最理想应在约630℃。
通过这一特殊的热处理可赋予马氏体钢26NiCrMoV14-5以如此高的低温韧性，以致其可在低至至少-170℃下用作压缩机的轴材料。但该热处理的钢也有其它使用的可能性。结果表明，不排除26NiCrMoV14-5钢的优良配料也可用标准热处理产生足够的低温韧性，即在标准热处理中首先在约850℃下淬火，并在水中急冷，接着在630℃下在空冷中退火。但为确保如在低温压缩机中所需的非常好的低温韧性，本发明的热处理是需要的。

Claims (5)

1.用于制备钢的方法，其中实施包括淬火和退火的热处理，其特征在于下列步骤：
a)在920-960℃间淬火，
b)在820-860℃间实施第二次淬火，
c)在620-660℃间退火。
2.权利要求1的方法，其中应用马氏体钢。
3.权利要求1或2的方法，其中应用26NiCrMoV14-5钢。
4.权利要求1、2或3的方法，其中步骤a)和b)中的淬火过程时的急冷在水中进行。
5.上述权利要求之一的方法，其中退火在空冷中进行。
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