CN103184319A - 一种提高35CrMoA钢材低温冲击功的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高35CrMoA钢材低温冲击功的热处理方法。本发明所述方法为将35CrMoA钢材加热，控制温度于850～870℃，经淬火、回火、亚温淬火、再回火。35CrMoA钢材经过本发明的方法处理后，材料在低温下的冲击功远大于40J，因此本方法具有较大的工业应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及热处理技术领域，具体涉及一种提高35CrMoA钢材低温冲击功的热处理方法。
背景技术
35CrMoA是一种中碳合金调质结构钢，具有较高的淬透性(临界直径达Φ106mm)和良好的强韧性，在具有良好强韧性的同时，该钢种的价格又比Cr-Ni钢等低廉，故在石油装备制造中被广泛应用于制造抽油杆和钻杆、钻井泵曲轴、打捞工具、吊环、吊卡等石油矿场机械零件以及用来制造转子、支柱等重载荷零部件。因此，这类钢要求具备强硬性与塑韧性的最佳配合。为了充分发挥其综合力学性能，35CrMoA钢均在调质状态下使用。
石油钻采装备的服役条件往往十分恶劣，其中许多是在严寒环境中工作(例如西伯利亚)，对于材料的低温冲击性能有较高的要求。一般的对于在西伯利亚使用的石油勘查设备零件，要求-20℃条件下35CrMoA的低温冲击功不小于40J。然而，实际35CrMoA钢采用常规热处理工艺后的低温冲击韧性只能达到28～30J，难以满足使用要求。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种能够提高35CrMoA钢材低温冲击功的热处理方法。
本发明的提高35CrMoA钢材低温冲击功的热处理方法，将35CrMoA钢材加热，控制温度于850～870℃保温1.5～2小时，经淬火、回火、亚温淬火、再回火。
另外，所述亚温淬火为加热至780～800℃后，淬火。
另外，加热至780～800℃后，保温1.5～2小时。
另外，所述淬火及亚温淬火均采用油冷冷却。
另外，所述回火为加热至610～630℃保温2～2.5小时后冷却。
另外，所述冷却为空气冷却。
另外，所述回火采用到温装炉。
在钢铁材料的内部组织结构中，铁素体软而韧，马氏体硬而脆。因此，只要通过控制热处理工艺过程中的参数，使两种金相组织合理分配，就能够同时得到较高的强度和韧性。本发明采用了调质工艺和亚温淬火。淬火是将钢加热到Ac1或Ac3以上一定温度(一般为30-50℃)，保温一段时间后以大于临界冷却速度的速度冷却得到马氏体(或贝氏体)的热处理工艺；亚温淬火加热温度是在奥氏体与铁素体之间的双相区域内，比普通的热处理淬火温度低40～80℃，淬火后获得的组织为马氏体与铁素体的混合组织。35CrMoA钢材经调质处理后再亚温淬火的显微组织为铁素体+马氏体+弥散分布的细小残余奥氏体，再经回火，最终得到的金相组织为回火马氏体+铁素体+弥散分布的细小残余奥氏体。
35CrMoA钢材经过本发明的方法处理后，材料的低温下的冲击功远大于40J，因此该材料制作出的零件可满足产品及设备在较为恶劣的天气环境下长期正常工作。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将35CrMoA钢材加热至860℃，保温2h，进行充分奥氏体化后淬火，淬火采用的冷却介质为油冷；
淬火后将35CrMoA钢材加热至620℃保温2小时(回火)，空气冷却，回火方式采用到温装炉；
将35CrMoA钢材加热至780℃，保温2h后淬火(亚温淬火)；亚温淬火采用的冷却介质为油冷；
亚温淬火后将35CrMoA钢材马上加热至620℃保温2h后空气冷却(回火)，回火采用到温装炉；对处理后的35CrMoA钢材进行性能测试，所用测试方法均采用相应国家标准，测试结果如表1所示。
实施例2
将35CrMoA钢材加热至850℃，保温2h，进行充分奥氏体化后淬火，淬火采用的冷却介质为油冷；
淬火后将35CrMoA钢材加热至610℃保温2.5小时(回火)，空气冷却，回火方式采用到温装炉；
将35CrMoA钢材加热至790℃，保温1.5h后淬火(亚温淬火)；亚温淬火采用的冷却介质为油冷；
亚温淬火后将35CrMoA钢材马上加热至630℃保温2h后空气冷却(回火)，回火采用到温装炉；对处理后的35CrMoA钢材进行性能测试，所用测试方法均采用相应国家标准，测试结果如表1所示。
实施例3
将35CrMoA钢材加热至870℃，保温2h，进行充分奥氏体化后淬火，淬火采用的冷却介质为油冷；
淬火后将35CrMoA钢材加热至630℃保温2小时(回火)，空气冷却，回火方式采用到温装炉；
将35CrMoA钢材加热至800℃，保温2h后淬火(亚温淬火)；亚温淬火采用的冷却介质为油冷；
亚温淬火后将35CrMoA钢材马上加热至610℃保温2.5h后空气冷却(回火)，回火采用到温装炉；对处理后的35CrMoA钢材进行性能测试，所用测试方法均采用相应国家标准，测试结果如表1所示。
对比例1
将35CrMoA钢材加热至860℃，保温2h，进行充分奥氏体化后淬火，淬火采用的冷却介质为油冷；
淬火后将35CrMoA钢材加热至620℃保温2小时(回火)，空气冷却，回火方式采用到温装炉；
对处理后的35CrMoA钢材进行性能测试，所用测试方法均采用相应国家标准，测试结果如表1所示。
表1、实施例1～3及对比例1的35CrMoA钢材性能测试结果
如表1所示，经过本发明的方法处理后，抗拉强度稍有下降，延伸率及断面收缩率基本保持不变，低温下的冲击功大大提高，低温下的冲击功远大于40J，因此该材料制作出的零件可满足产品及设备在较为恶劣的天气环境下长期正常工作。
Claims (7)
1.一种提高35CrMoA钢材低温冲击功的热处理方法，其特征在于，将35CrMoA钢材加热，控制温度于850～870℃，经淬火、回火、亚温淬火、再回火。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亚温淬火为加热至780～800℃后，淬火。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，加热至780～800℃后，保温1.5～2小时。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述淬火及亚温淬火均采用油冷冷却。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回火为加热至610～630℃保温2～2.5小时后冷却。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述冷却为空气冷却。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述回火采用到温装炉。
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