CN103911493A

CN103911493A - 一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法及其锻件

Info

Publication number: CN103911493A
Application number: CN201410142944.2A
Authority: CN
Inventors: 钟斌; 江波; 陈刚; 赵海; 孙曼丽
Original assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Magang Group Holding Co Ltd; Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2014-07-09

Abstract

本发明涉及一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法及其锻件，其为锻后晶粒细化的预热处理方法，包括如下步骤：锻件锻造工艺结束；锻件临界区高温正火；退火处理。对NiCrMoV钢锻件进行处理，能够有效地消除或降低组织遗传的影响，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。采用本发明对NiCrMoV钢锻件进行锻后预热处理，组织状态得到明显改善，晶粒明显细化，能有效保证最终热处理后锻件的性能，提高锻件性能的稳定性。

Description

一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法及其锻件

技术领域

本发明涉及NiCrMoV钢锻件制造领域，具体涉及一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法及其锻件，以细化晶粒，为最终性能热处理做好组织准备。

背景技术

NiCrMoV钢具有高淬透性，奥氏体化后，直径1000mm甚至更大的锻件，锻停后采用空冷或炉冷处理，心部也只能得到以贝氏体为主的组织，而靠近锻件表面处则以针状下贝氏体组织为主。

由于锻件组织为粗晶的非平衡组织，直接进行终热处理时将因组织遗传而保留原始的粗晶状态，造成锻件机械性能下降，也使锻件超声波探伤时的波形出现草状波，干扰缺陷信号，使锻件内部质量的判断出现困难，甚至无法判断的现象。因此，NiCrMoV钢大型锻件必须经过锻后预热处理，主要目的是消除组织遗传，细化晶粒。

组织遗传是指粗晶的非平衡原始组织（马氏体、贝氏体等）在一定的加热条件下重新奥氏体化，继承和恢复了原始粗大晶粒的现象，在NiCrMoV钢这类奥氏体稳定性极高的钢中极易发生。

一般认为，再加热奥氏体化过程中形成的针状奥氏体越多，由于这些针状奥氏体的空间取向一致，就越容易恢复原始粗大的奥氏体晶粒，而如果形成较多球形奥氏体，则可打乱原来有序的空间取向，阻止粗大奥氏体晶粒的恢复。

研究表明，钢的非平衡组织以很慢的速度（≤2～3℃/min）加热时，易于生成针形奥氏体并造成组织遗传；当以中等速度（100～300℃/min）加热时，易于生成球形奥氏体，无组织遗传发生；如果加热速度极快（＞100～500℃/s），则钢的非平衡组织将以马氏体逆转变的方式直接复原至原奥氏体晶粒的形态与取向。

由于大型锻件内部升温速度很慢，必须采用锻后预热处理的方法消除组织遗传，为最终热处理提供合适的晶粒尺寸，以使锻件内部性能指标得到保证。

影响组织遗传的因素很多，研究表明，奥氏体化温度、加热速度、原始奥氏体晶粒度、奥氏体化次数、原始组织、化学成分等对组织遗传都有影响，因此消除组织遗传、细化晶粒的工艺措施大多从以上各方面加以考虑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法及其锻件，消除或减小组织遗传作用对NiCrMoV钢锻件性能的不利影响，具体技术方案如下：

一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法，包括如下步骤：

（1）锻件锻造工艺结束；

（2）锻件临界区高温正火；

（3）退火处理。

进一步地，其为锻后晶粒细化的预热处理方法。

进一步地，步骤（2）中采用750℃-AC3区间正火，步骤（3）中采用软化退火。

进一步地，步骤（2）中具体包括如下步骤：

（2-1）将锻件直接热送装炉；

（2-2）冷却至锻件表面200℃，低温缓慢加热，350-400℃左右均温保持，防止冷脆裂纹；

（2-3）加热炉以最大功率升温至750℃-AC3区间。

进一步地，步骤（2-2）和（2-3）之间还包括步骤：缓慢加热至650-670℃左右均温保持。

进一步地，步骤（3）中具体包括如下步骤：

（3-1）在750℃-AC3区间均温、保温；

（3-2）空冷至锻件表面200℃左右；

（3-3）加热至660±20℃左右均温保温。

进一步地，各段均温保温时间可根据锻件尺寸或有限元数值模拟结果确定。

一种NiCrMoV钢锻件，其由按照质量百分比包括0.34%的C，0.32%的Si，0.29%的Mn，0.005%的P，0.004%的S，1.24%的Cr，3.26%的Ni，0.38%的Mo，0.14%的V的锻件经过上述NiCrMoV钢锻件的热处理方法处理后得到。

与目前现有技术相比，本发明对NiCrMoV钢锻件进行处理，能够有效地消除或降低组织遗传的影响，细化晶粒，为最终热处理做好组织准备。采用本发明对NiCrMoV钢锻件进行锻后预热处理，组织状态得到明显改善，晶粒明显细化，能有效保证最终热处理后锻件的性能，提高锻件性能的稳定性。

附图说明

图1实施例1锻件原始晶粒状态（1.0级，100×）

图2实施例1临界区高温正火+退火工艺（770℃×15h正火＋670℃×6h退火）

图3实施例1预备热处理后锻件晶粒状态（8.5级，100×）

具体实施方式

下面根据锻件锻后采用临界区高温正火+退火的预备热处理工艺，包括750℃-AC3区间正火+软化退火。所述的热处理方法的具体技术方案是：锻造工艺结束后，将锻件直接热送装炉→冷却至锻件表面200℃，低温缓慢加热，350-400℃左右均温保持，以防止冷脆裂纹→再缓慢加热至650-670℃左右均温保持（此步可省略）→然后加热炉以最大功率升温至750℃-AC3区间→在750℃-AC3区间均温、保温→空冷至锻件表面200℃左右→加热至660±20℃左右均温保温。各段均温保温时间可根据锻件尺寸或有限元数值模拟结果确定。附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

实施例1为实验室条件下进行的试验，试验钢成分如表1所示，锻造后原始晶粒状态如图1所示，按图2所示临界区高温正火+退火工艺对锻件进行预备热处理，预备热处理后的晶粒状态如图3所示，可以看出，采用本发明对锻件进行处理后，晶粒明显细化。

表1实施例1锻件化学成分（质量百分数，wt-%）

	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	V
										实施例1	0.34	0.32	0.29	0.005	0.004	1.24	3.26	0.38	0.14

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）锻件锻造工艺结束；

（2）锻件临界区高温正火；

（3）退火处理。

2.如权利要求1所述的NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，其为锻后晶粒细化的预热处理方法。

3.如权利要求1或2所述的NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，步骤（2）中采用750℃-AC3区间正火，步骤（3）中采用软化退火。

4.如权利要求1-3中任一项所述的NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，步骤（2）中具体包括如下步骤：

（2-1）将锻件直接热送装炉；

（2-3）加热炉以最大功率升温至750℃-AC3区间。

5.如权利要求4所述的NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，步骤（2-2）和（2-3）之间还包括步骤：缓慢加热至650-670℃左右均温保持。

6.如权利要求1-5中任一项所述的NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，步骤（3）中具体包括如下步骤：

（3-1）在750℃-AC3区间均温、保温；

（3-2）空冷至锻件表面200℃左右；

（3-3）加热至660±20℃左右均温保温。

7.如权利要求1-6中任一项所述的NiCrMoV钢锻件的热处理方法，其特征在于，各段均温保温时间可根据锻件尺寸或有限元数值模拟结果确定。

8.一种NiCrMoV钢锻件，其特征在于，其由按照质量百分比包括0.34%的C，0.32%的Si，0.29%的Mn，0.005%的P，0.004%的S，1.24%的Cr，3.26%的Ni，0.38%的Mo，0.14%的V的锻件经过权利要求1-7所述NiCrMoV钢锻件的热处理方法处理后得到。