CN105567924A - 提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法 - Google Patents

提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法 Download PDF

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谈成
陈洋
刘庆辉
徐驰
朱金鑫
丁清
胡华军
戈晓岚
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    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
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Abstract

一种提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法，其特征是回火冷却采用冷速为20℃/min~100℃/min的非快冷的方式冷却。相对于油冷回火，冷速为20~100℃/min的回火是可以大幅提高35CrNi3MoV钢和30CrNi2MoV钢的抗拉强度，分别提高5.4~12.6%和3.2~15.7%，同时保持甚至提高延伸率和低温冲击韧性。

Description

提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法
技术领域
本发明涉及一种金属热处理方法，尤其是一种Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢的热处理方法，具体地说是一种提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的回火冷却方法。
背景技术
35CrNi3MoV、30CrNi2MoV等Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢是一类具有高的淬透性和良好综合力学性能的中碳中合金钢，常用于制造高强韧性的大型锻件（重量一般在4吨以上），广泛用于制造火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的承力和传动结构部件。
一般地，回火冷却速率对中碳中合金钢的性能具有明显影响。回火后采用水冷、油冷等快冷的方式进行冷却，会产生残余应力，但对于具有高温回火脆性的钢会降低其高温回火脆性；而采用随炉冷等慢冷的方式进行冷却，则会降低残余应力，但对于具有高温回火脆性的钢会增加其高温回火脆性。Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢回火脆性不是很明显，因此，回火后采用合适的冷却速度进行冷却，可以提高材料的性能。
至今为止，尚未有一种提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法供使用，一定程度上限制了Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢的提升。
发明内容
本发明的目的是针对现的Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢的抗拉强度难以提高的问题，发明一种提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法。
本发明的技术方案是：
一种提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法，其特征是回火采用非快冷的方法来进行，也就是说在回火冷却时采用冷速为20℃/min（可通过打开炉门的方法进行炉冷）~100℃/min（可通过将工件从回火炉中取出进行空冷的方法达到100℃/min的冷却速度）的非快冷的方式冷却；
所述的Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢是指35CrNi3MoV钢和30CrNi2MoV钢；
在进行回火前进行了860℃×6h保温然后油冷的淬火处理。
所述的Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢是35CrNi3MoV钢和30CrNi2MoV钢，回火温度为600℃±10℃。
本发明的有益效果：
（1）本发明通过大量的试验获得了理想的提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的回火冷却速率，按本发明的回火冷却速率能容易地提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢的抗拉强度。相对于油冷回火，冷速为20~100℃/min的回火分别提高35CrNi3MoV钢和30CrNi2MoV钢的抗拉强度5.4~12.6%和3.2~15.7%，同时保持甚至提高延伸率和低温冲击韧性。
（2）本发明在一定程度上打破了国外对大型锻件热处理工艺的技术封锁，可满足我国火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的大型承力和传动结构部件的制造需求。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例一
将35CrNi3MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件并控制冷却速度为100℃/min左右。
经如此热处理的35CrNi3MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为70.0J，室温抗拉强度Rm为1177.4MPa，室温延伸率A5为39.13%。
实施例二
将35CrNi3MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，打开炉门以20℃/min的冷速慢冷。
经如此热处理的35CrNi3MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为120.7J，室温抗拉强度Rm为1101.6MPa，室温延伸率A5为40.43%。
对比例一
将35CrNi3MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷。
经如此热处理的35CrNi3MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为89.3J，室温抗拉强度Rm为1045.1MPa，室温延伸率A5为37.05%。
实施例三
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件并控制冷却速度为100℃/min左右。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为26.7J，室温抗拉强度Rm为1173.0MPa，室温延伸率A5为39.83%。
实施例四
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，打开炉门以20℃/min的冷速慢冷。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为30J，室温抗拉强度Rm为1047.1MPa，室温延伸率A5为36.47%。
对比例二
将30CrNi2MoV钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷。
经如此热处理的30CrNi2MoV钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性AKV(-40℃)为31.7J，室温抗拉强度Rm为1014.1MPa，室温延伸率A5为37.63%。
实施例五。
通过炉内吹风冷却方法，分别调整冷却速度为40℃/min、60℃/min、80℃/min进行回火回火冷却，实测性能介于冷却速度为20℃/min和100℃/min之间。
本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种提高Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢抗拉强度的方法，其特征是在进行回火冷却时，采用冷速为20℃/min~100℃/min的非快冷的方式冷却。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是在进行回火前进行了860℃×6h保温然后油冷的淬火处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的Cr-Ni-Mo-V系高淬透性高强钢是35CrNi3MoV钢和30CrNi2MoV钢，回火温度为600℃±10℃，回火时间为16h±0.5h。
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