CN105821343B - 一种特种钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种特种钢的生产方法，是将原料配比好，进行锻造，热处理，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到；所述配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量。本发明首先增加了合金材料类别，调整了各种材料元素的比例成分，使得不锈钢成品中含有合理配比的镍、铬、铜、钨等元素，大大增加钢材的抗腐蚀性能。其次，在钢材热处理后，又进行了后续的表面处理，解决了易生锈的问题。此外，本发明通过特殊的热处理使得钢材的具有较好的力学性能。

Description

一种特种钢的生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种特种钢的生产方法。
背景技术
随着汽车、家电和建材等行业对所使用钢板低成本、高耐蚀性的要求进一步提高，各大钢厂及研究机构不断开发出成本低廉、性能优异的新型镀层钢板。锌铝镁镀层钢板以其优异的耐蚀性目前得到国内外大型钢铁厂商及家电、汽车制造商的重视，锌铝镁镀层钢板的品种开发也日趋成熟。目前，韩国浦项、日本新日铁及欧美大型钢铁公司已陆续开发出ZM、Z6A3M、Z10A3M等产品。专利CN101812653A、US6235410B1等开发了含铝、镁的锌基镀层，大大提高了耐蚀性。
镀层的表面硬度是镀层质量及镀层钢板使用效果的重要指标之一。镀层钢板在后期使用中无法避免的要经过运输、搬运、剪裁及加工等过程，而这些过程中经常对镀层表面产生不同程度的划伤，镀层的硬度直接影响着镀层抗划伤的能力，即镀层硬度越高，镀层的抗划伤能力越强。
然而这样的表面处理方法并不能完全提高钢材的耐蚀性能，一旦表面被划伤，钢材就会被腐蚀。而且这样的表面处理不仅使得过程更加复杂，而且使生产厂商的制造成本提升。因此，是否有更好的更合适的方法可以解决这一问题，是值得研究的。
发明内容
发明目的：针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种特种钢的生产方法。
技术方案：本发明所述的特种钢的生产方法是将原料配比好，进行锻造，热处理，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到；所述配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量。
上述的热处理方法，是将钢材加热至860～880℃保温1～2小时，经过等温退火和一般退火后出炉，再经过两次预热，温度升高至1220～1280℃保持0.5～1小时，然后进行淬火，淬火后立即进行回火，共三次回火。预热后当温度升高到1220～1280℃时，各种合金钢在奥氏体中的溶解度也慢慢增加，但是，时间稍长，会造成晶粒长大，甚至会出现晶界溶化，因此，最优的时间是0.5小时。
所述的等温退火是在冷却至720～750℃时保温2小时；然后进行一般退火，冷却至550℃以下出炉。硬度为207～225HBW，组织为索氏体+碳化物。
所述的两次预热，第一次预热是升温至600～650℃，保温2小时；第二次预热是升温至800～850℃，保持2小时。这样的加热工艺可避免由于热应力而造成的变形和开裂。
所述的淬火介质为白油与钠盐的混合物。所述的钠盐为硝酸钠和亚硝酸钠。淬火介质中的各成分：白油、硝酸钠、亚硝酸钠的配比为10:1:2。淬火后的组织为马氏体+碳化物+残留奥氏体(25～30％)。
所述的回火共进行三次，第一次回火只对淬火马氏体起到回火作用，在回火冷却过程中，发生残留奥氏体的转变，同时产生新的内应力。经第二次回火，没有彻底转变的残留奥氏体继续发生新的转变，又产生新的应力。这就需要第三次回火，本发明的三次回火分别为：第一次为560℃1小时；第二次550℃1.5小时；第三次560℃1小时。三次回火后仍保留1～3％的残留奥氏体。通过上述方法，可以消除淬火应力，减少奥氏体量，稳定组织，达到性能要求。
有益效果：本发明所述的生产方法可以有效的提高钢材的耐腐蚀性能，首先增加了合金材料类别，调整了各种材料元素的比例成分，使得成品中含有合理配比的镍、铬、铜、钨等元素，大大增加钢材的抗腐蚀性能。其次，在钢材热处理后，又进行了后续的表面处理，解决了易生锈的问题。此外，本发明通过特殊的热处理使得钢材的具有较好的力学性能。
具体实施方式：
实施例1
钢材各元素配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量。进行常规的锻造后，将钢材加热至860℃保温1小时，冷却至720℃时保温2小时；然后进行一般退火，冷却至550℃以下出炉，然后第一次预热是升温至600℃，保温2小时；第二次预热是升温至800℃，保持2小时。温度升高至1220℃保持0.5小时，然后进行淬火，淬火介质为白油与硝酸钠、亚硝酸钠的混合物(白油：硝酸钠：亚硝酸质量比为10:1:2)，淬火后立即进行回火，第一次回火为560℃1小时；第二次回火550℃1.5小时；第三次回火560℃1小时，冷缺至室温，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到。
实施例2
钢材各元素配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量。进行常规的锻造后，钢材加热至860℃保温1小时，冷却至750℃时保温2小时；然后进行一般退火，冷却至550℃以下出炉，然后第一次预热是升温至650℃，保温2小时；第二次预热是升温至850℃，保持2小时。温度升高至1220℃保持0.5小时，然后进行淬火，淬火介质为白油与硝酸钠、亚硝酸钠的混合物(白油：硝酸钠：亚硝酸质量比为10:1:2)，淬火后立即进行回火，第一次回火为560℃1小时；第二次回火550℃1.5小时；第三次回火560℃1小时。冷缺至室温，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到。
实施例3
钢材各元素配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量。进行常规的锻造后，钢材加热至880℃保温2小时，冷却至720℃时保温2小时；然后进行一般退火，冷却至550℃以下出炉，然后第一次预热是升温至600℃，保温2小时；第二次预热是升温至800℃，保持2小时。温度升高至1280℃保持1小时，然后进行淬火，淬火介质为白油与硝酸钠、亚硝酸钠的混合物(白油：硝酸钠：亚硝酸质量比为10:1:2)，淬火后立即进行回火，第一次回火为560℃1小时；第二次回火550℃1.5小时；第三次回火560℃1小时。冷缺至室温，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到。
实施例4
钢材各元素配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量。进行常规的锻造后，钢材加热至880℃保温2小时，冷却至750℃时保温2小时；然后进行一般退火，冷却至550℃以下出炉，然后第一次预热是升温至650℃，保温2小时；第二次预热是升温至850℃，保持2小时。温度升高至1280℃保持1小时，然后进行淬火，淬火介质为白油与硝酸钠、亚硝酸钠的混合物(白油：硝酸钠：亚硝酸质量比为10:1:2)，淬火后立即进行回火，第一次回火为560℃1小时；第二次回火550℃1.5小时；第三次回火560℃1小时。冷缺至室温，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到。
实施例5
将上述所得到的钢材进行耐腐蚀测试，分别浸于水、醋酸、氨水、浓硫酸中，24个小时后。所得结果如下：(表中数值质量减少百分比)
水 醋酸 氨水 浓硫酸
常规的碳素钢 0 1.2 1.3 8
常规的不锈钢 0 0.2 0.5 5
实施例1 0 0 0 0.6
实施例2 0 0 0 0.4
实施例3 0 0 0 0.4
实施例4 0 0 0 0

Claims (4)

1.一种特种钢的生产方法，其特征在于将原料配比好，进行锻造，热处理，再置于充满水蒸气的容器中，于120～125℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时，再将水蒸气置换为空气，于150～155℃、1.2～1.5MPa下保持2～4小时后，得到；所述配比为：碳0.01～0.03％，铬13～17％，镍4～8％，铜0.1～0.12％，钨0.4～0.5％，铁为余量；
所述的热处理为：将钢材加热至860～880℃保温1～2小时，经过等温退火和一般退火后出炉，再经过两次预热，温度升高至1220～1280保持0.5～1小时，然后进行淬火，淬火后立即进行回火，共三次回火；
所述的等温退火是在冷却至720～750℃时保温2小时；然后进行一般退火，冷却至550℃以下出炉；
所述的两次预热，第一次预热是升温至600～650℃，保温2小时；第二次预热是升温至800～850℃，保持2小时；
所述的三次回火，第一次为560℃1小时；第二次550℃1.5小时；第三次560℃1小时。
2.如权利要求1所述的特种钢的生产方法，其特征在于所述的淬火介质为白油与钠盐的混合物。
3.如权利要求2所述的特种钢的生产方法，其特征在于所述的钠盐为硝酸钠和亚硝酸钠。
4.如权利要求3所述的特种钢的生产方法，其特征在于白油、硝酸钠、亚硝酸钠的配比为10:1:2。
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