CN106755854A

CN106755854A - 4145h锻件的热处理方法及生产的锻件

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Publication number: CN106755854A
Application number: CN201611094889.XA
Authority: CN
Inventors: 陈卫东; 王济生; 陈子平; 马慧英; 张继红; 李科科; 李长航
Original assignee: HENAN ZHONGYUAN HEAVY FORGING Co Ltd
Current assignee: HENAN ZHONGYUAN HEAVY FORGING Co Ltd
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2016-12-01
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种4145H锻件的热处理方法及生产的锻件，涉及钢的热处理技术领域。该4145H锻件的热处理方法包括正火、淬火和回火，在淬火时采用水冷方式冷却，解决了传统油冷方式造成的钢材硬度不均匀，力学性能达不到要求的问题。通过采用本发明的水冷方式得到的钢材的力学性能比通过油冷方式得到的钢材的力学性能好，水冷工件经高温回火后的强度、塑性、韧性和脆性转变温度等力学性能，特别是心部力学性能提高。同时用水代替油淬火，降低成本、节能环保。采用此生产方法生产出的锻件力学性能优良，抗拉强度≥965MPa、屈服强度≥758MPa、延伸率≥13％、面缩≥40％、冲击功≥60J、表面硬度：285～340HB。

Description

4145H锻件的热处理方法及生产的锻件

技术领域

本发明涉及钢热处理工艺技术领域，具体而言，涉及一种4145H锻件的热处理方法及生产的锻件。

背景技术

4145H钢是一种石油钻铤用钢，钻铤安装在钻柱的最下部，是钻具组合的主要组成部分，在钻井过程中不仅要承受拉压、弯曲、扭转等应力作用，还要受到井壁的摩擦以及油、汽、泥浆等介质的磨损和腐蚀。世界上可易开采的油气资源已趋于枯竭，新发现的油气田钻探条件恶劣，钻探井深增加，这就要求钻铤必须具备良好的力学性能。

目前常见的4145H钢的热处理工艺分为退火和调质处理两部分。退火温度在A_c3以上，基本控制在750℃～830℃范围內，保温8～14小时，随炉冷却到400℃后空冷；退火处理后调质处理，先进行淬火，加热温度在830℃～860℃范围內，保温2～4小时，油冷；淬火后进行回火，加热温度在550℃～650℃范围內，保温2～3小时，水冷。

采用传统的4145H钢热处理方法得到的钢材具有硬度不均匀，力学性能达不到要求，特别是冲击功偏低等缺陷。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种4145H锻件的热处理方法，该方法在淬火时采用水冷方式，用水代替油淬火，环保、节能、降低成本，可以有效提高锻件的力学性能。

本发明的目的之二在于提供一种所述方法生产的锻件，该锻件的强度、塑性、韧性和脆性转变温度等力学性能优良。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种4145H锻件的热处理方法，包括正火、淬火和回火，在淬火时采用水冷方式冷却。

优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，上述方法包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至870～890℃，保温8～12h后冷却；

(2)淬火：将锻件快速升温至830～860℃，保温8～12h后快速水冷；

(3)回火：将锻件升温至580～620℃，保温14～18h后冷却。

优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，上述步骤(1)中的冷却方式为将锻件风冷至350℃以下。

进一步，在本发明提供的技术方案的基础上，上述步骤(2)中还包括保温8～12h后空冷1～3分钟再快速水冷的步骤。

优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，上述步骤(2)中水冷后的温度在300℃以下。

(1)正火：将锻件升温至870～890℃，保温8～12h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至830～860℃，保温8～12h后空冷1分钟，然后快速水冷至300℃以下；

(3)回火：将锻件升温至580～620℃，保温14～18h后随炉冷却。

优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，所述4145H锻件为4145H MOD锻件。

优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，所述4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.40～0.51％、Mn 0.61～1.24％、Si 0.13～0.37％、P≤0.03％、S≤0.03％、Cr 0.75～1.40％、Mo 0.13～0.37％、Cu≤0.35％、Ni≤0.53％、余量为Fe和杂质。

优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，所述4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.42～0.49％、Mn 0.65～1.20％、Si 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cr 0.80～1.35％、Mo 0.15～0.35％、Cu≤0.35％、Ni≤0.50％、余量为Fe和杂质。

一种按照上述任一4145H锻件的热处理方法生产的锻件，所述锻件的抗拉强度≥965MPa、屈服强度≥758MPa、延伸率≥13％、面缩≥40％、冲击功≥60J、表面硬度：285～340HB。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)传统4145H钢的热处理工艺淬火时采用油冷，得到的钢材硬度不均匀，力学性能达不到要求；本发明在对4145H钢的热处理工艺淬火时采用水冷方式，通过水冷方式得到的钢材的力学性能比通过油冷方式得到的钢材的力学性能好，水冷工件经高温回火后的强度、塑性、韧性和脆性转变温度等力学性能，特别是心部力学性能提高。

(2)本发明用水代替油淬火，可以降低成本、节能环保。

(3)采用此生产方法生产出的锻件力学性能优良，抗拉强度≥965MPa、屈服强度≥758MPa、延伸率≥13％、面缩≥40％、冲击功≥60J、表面硬度：285～340HB，满足美国API钻柱构件委员会制定的API Spec7-1标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为实施例10和实施例5中4145H MOD锻件的夹杂物分布图((a)为实施例10中4145H MOD锻件的夹杂物分布图，(b)为实施例5中4145H锻件的夹杂物分布图)。

图2为实施例10和对比例2得到的锻件的晶粒度金相图((a)为实施例10得到的锻件的晶粒度金相图，(b)为对比例2得到的锻件的晶粒度金相图)。

图3为实施例10和对比例2回火组织金相图((a)为实施例10回火组织金相图，(b)为对比例2回火组织金相图)。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

根据本发明的一个方面，提供了一种4145H锻件的热处理方法，包括正火、淬火和回火，在淬火时采用水冷方式冷却。

目前4145H钢热处理工艺为退火和调质处理，由钢厂提供退火后的钢锭，用户进行调质处理后加工成成品。退火的目的是为了降低硬度，得到铁素体和珠光体组织并且使组织均匀化，调质处理的目的是为了得到回火索氏体，使强度、硬度、塑韧性有良好的配合，获得综合力学性能良好的材料。

传统的调质处理包括淬火和回火，淬火是将工件加热保温后，在水、油或其它无机盐、有机水溶液等淬冷介质中快速冷却的过程。淬火后钢件变硬，但同时变脆。淬火可以提高金属成材或零件的机械性能，改善某些特殊钢的材料性能或化学性能。

回火为了降低钢件的脆性，将淬火后的钢件在高于室温而低于710℃的某一适当温度进行长时间的保温，再进行冷却，这种工艺称为回火。回火减少内应力和降低脆性，淬火件存在着很大的应力和脆性，如没有及时回火往往会产生变形甚至开裂，调整工件的机械性能，工件淬火后，硬度高，脆性大，为了满足各种工件不同的性能要求，可以通过回火来调整，硬度，强度，塑性和韧性。

传统对4145H钢热处理工艺在淬火时采用油冷方式，但是采用这种热处理方式处理后的4145H锻件硬度不均匀，冲击功偏低，存在力学性能达不到要求的缺陷。

本发明在对4145H钢的热处理工艺淬火时采用水冷方式，水冷工件经高温回火后的强度、塑性、韧性和脆性转变温度等力学性能，特别是心部力学性能提高，在不引起缺陷扩大的前提下，水冷方式更好。

正火是将工件加热到适宜的温度后在空气中冷却，得到的组织更细，可以消除锻件的过热粗晶组织和魏氏组织，轧材中的带状组织，细化晶粒，作为淬火前的预先热处理。

在一种优选的实施方式中，上述方法包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至870～890℃，保温8～12h后冷却；

(3)回火：将锻件升温至580～620℃，保温14～18h后冷却。

快速水冷是指以水为淬冷介质，保温后尽速进行冷却的过程。这一过程可以通过不断循环冷却水的方式进行，也可采取其他方式进行。

在淬火前先正火处理，淬火后快速水冷，水冷后回火，通过采用此方法得到的锻件力学性能好。

步骤(1)中锻件典型但非限制性的升温温度为870℃、880℃或890℃，锻件典型但非限制性的保温时间为8h、9h、10h、11h或12h。

步骤(2)中锻件典型但非限制性的升温温度为830℃、840℃、850℃或860℃，锻件典型但非限制性的保温时间为8h、9h、10h、11h或12h。

步骤(3)中锻件典型但非限制性的升温温度为580℃、590℃、600℃、610℃或620℃，锻件典型但非限制性的保温时间为14h、15h、16h、17h或18h。

在一种优选的实施方式中，上述步骤(1)中的冷却方式为将锻件风冷至350℃以下。

风冷为钢材在强风作用下冷却。

在一种优选的实施方式中，上述步骤(2)中还包括保温8～12h后空冷1～3分钟再快速水冷的步骤。

空冷为钢材在冷床上自然空气冷却。进行水淬前，空冷短暂时间，使工件边角等易开裂的部位预先冷却，防止工件边角开裂后水淬时延伸。

空冷典型但非限制性的时间为1分钟、2分钟或3分钟。

在一种优选的实施方式中，上述步骤(2)中水冷后的温度在300℃以下。

在进行快速水冷时，要降低水温，冷却水循环搅拌，确保尽速冷却至300℃以下，保证锻件获得优异的力学性能。

作为一种优选的实施方式，上述方法包括以下步骤：

(3)回火：将锻件升温至580～620℃，保温14～18h后随炉冷却。

步骤(2)中升温速度为200℃/h。

在一种优选的实施方式中，所述4145H锻件为4145H MOD锻件。

“4145H MOD锻件”指改性后的4145H锻件(MOD即modify)。

采用水冷工件时工件截面上的最大温差可达550～600℃，如果锻件冶金质量不好，巨大的内应力容易使工件产生裂纹甚至断裂。锻件中正偏析区的碳含量≥0.36％时，采用水冷方式锻件容易产生裂纹，4145H材料的碳含量在0.42％～0.49％之间。

为了改善这一现象，对4145H锻件化学成分进行优化，采用改性后的4145H MOD锻件锻造，采购能够满足性能要求及平衡晶粒度的优质材料，应用先进锻造后热处理工艺，使锻后不均匀的晶粒组织重新排序，使晶粒进一步细化，使钢的性能得到最大限度的发挥，满足高强度、高韧性的机械性能要求。

在一种优选的实施方式中，所述4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C0.40～0.51％、Mn 0.61～1.24％、Si 0.13～0.37％、P≤0.03％、S≤0.03％、Cr 0.75～1.40％、Mo 0.13～0.37％、Cu≤0.35％、Ni≤0.53％、余量为Fe和杂质。

在一种优选的实施方式中，所述4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C0.42～0.49％、Mn 0.65～1.20％、Si 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cr 0.80～1.35％、Mo 0.15～0.35％、Cu≤0.35％、Ni≤0.50％、余量为Fe和杂质。

钢的主要化学元素对钢的奥氏体晶粒细化效果有很大影响，合金元素对组织遗传影响如下：随主要合金元素Ni、Cr含量的提高，奥氏体晶粒细化效果逐渐下降，C含量的增加也使再次奥氏体化处理后的晶粒细化效果明显下降，降低C含量和取消钢中的Mo均可以使奥氏体晶粒细化效果急剧增加，随钢中Mn、Si含量的增加，钢的奥氏体尺寸增大，并且Si的粗化效果大于Mn。

化学成分设计时，C按中上限控制；Si考虑烧损按中上限控制；Mn按中限范围控制，平衡其对淬透性的贡献和降低对冲击功的影响；Cr按中限范围控制；Ni要限定上下偏差0.1％的范围内，降低混晶、平衡晶粒度控制及强度需要；Mo按上限范围控制；以提高钢的强度、及防止回火脆性。

钢中的P会导致钢材冷脆，S会导致钢材热脆，P和S在钢液凝固过程中形成磷化物和硫化物在晶界沉淀，产生晶间脆性，并且容易形成硫化物夹杂，严重影响钢的塑性韧性及疲劳性能。采购钢锭时严格控制P、S含量，P≤0.025％，S≤0.025％，P+S≤0.05％。

非金属夹杂物符合ASTME45(JK)规定，夹杂物级别如下：粗系：A≤2.5；B≤2.0；C≤1.5；D≤2.0。

通过对4145H锻件的化学成分进行优化，避免锻件在水冷时由于温差较大而产生裂纹，热处理后可以进一步提高4145H锻件的性能。

冶炼方法采用电炉、炉外精炼和真空除气方式进行。冶炼后得到优化后的4145H锻件，提高了锻件质量，能承受较大淬火应力，降低采用本发明的热处理工艺后而引起开裂的可能性。

采用此方法在快速水冷时，能够使工件心部奥氏体完全躲过珠光体和上贝氏体转变的冷却速度，以使锻件沿着整个截面获得下贝氏体或下贝氏体加马氏体组织。回火后，取样进行检验，力学性能各项指标有了明显的提高。

根据本发明的另外一个方面，提供了一种上述4145H锻件的热处理方法生产的锻件，锻件的抗拉强度≥965MPa、屈服强度≥758MPa、延伸率≥13％、面缩≥40％、冲击功≥60J、表面硬度：285～340HB。

强度是金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力，是衡量零件本身承载能力(即抵抗失效能力)的重要指标。常用的是抗拉强度和屈服强度，这两个强度可以通过拉伸试验测出的应力应变曲线得出。4145H钻铤钢是合金结构钢，其强度测量通过拉伸试验机，测量值是屈服强度和拉伸强度，一般来说合金结构钢强度通常比碳钢高出很多。

冲击韧性是反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力，对于4145H钢来说，一般是强度越高，韧性就越低。

硬度是材料抵抗弹性变形、塑性变形或破坏的能力。是衡量材料弹性、塑性、强度和韧性等力学性能的综合指标。

为了进一步了解本发明，下面结合具体实施例对本发明方法和效果做进一步详细的说明。

对采用本发明方法得到的锻件进行力学性能测试：

实施例1～5采用的原料是未经优化的成分冶炼后得到的4145H普通钢。实施例6～10采用的原料是经优化的成分冶炼后得到的4145H改性钢。对比例1与实施例5采用原料相同的4145H钢，对比例2与实施例10采用原料相同的4145H钢。

实施例1

一种4145H锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至870℃，保温12h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至830℃，保温12h后空冷1分钟，然后快速水冷至300℃以下；

(3)回火：将锻件升温至580℃，保温18h后随炉冷却，取样进行检测。

实施例2

一种4145H锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至880℃，保温10h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至860℃，保温8h后空冷1分钟，然后快速水冷至300℃以下；

(3)回火：将锻件升温至590℃，保温17h后随炉冷却，取样进行检测。

实施例3

一种4145H锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至890℃，保温8h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至840℃，保温11h后空冷1分钟，然后快速水冷至300℃以下；

(3)回火：将锻件升温至600℃，保温16h后随炉冷却，取样进行检测。

实施例4

一种4145H锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至880℃，保温11h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至850℃，保温9h后空冷1分钟，然后快速水冷至300℃以下；

(3)回火：将锻件升温至610℃，保温15h后随炉冷却，取样进行检测。

实施例5

一种4145H锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至890℃，保温9h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至850℃，保温10h后空冷1分钟，然后快速水冷至300℃以下；

(3)回火：将锻件升温至620℃，保温14h后随炉冷却，取样进行检测。

实施例6

一种4145H MOD锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至870℃，保温12h后风冷至350℃以下；

其中，4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.42％、Mn 0.65％、Si0.15％、P 0.025％、S 0.025％、Cr 0.75％、Mo 0.13％、Cu 0.35％、Ni 0.3％、余量为Fe和杂质。

实施例7

一种4145H MOD锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至880℃，保温10h后风冷至350℃以下；

其中，4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.49％、Mn 1.2％、Si0.35％、P 0.005％、S 0.015％、Cr 1.40％、Mo 0.36％、Cu 0.3％、Ni 0.53％、余量为Fe和杂质。

实施例8

一种4145H MOD锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至890℃，保温8h后风冷至350℃以下；

其中，4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.44％、Mn 0.8％、Si0.2％、P 0.015％、S 0.005％、Cr 1.0％、Mo 0.25％、Cu 0.1％、Ni 0.2％、余量为Fe和杂质。

实施例9

一种4145H MOD锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至880℃，保温11h后风冷至350℃以下；

其中，4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.46％、Mn 1.0％、Si0.3％、P 0.01％、S 0.01％、Cr 1.2％、Mo 0.18％、Cu 0.2％、Ni 0.5％、余量为Fe和杂质。

实施例10

一种4145H MOD锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至890℃，保温9h后风冷至350℃以下；

其中，4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.48％、Mn 0.9％、Si0.25％、P 0.02％、S 0.01％、Cr 0.9％、Mo 0.32％、Cu 0.005％、Ni 0.05％、余量为Fe和杂质。

对比例1

一种4145H锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至890℃，保温9h后风冷至350℃以下；

(2)淬火：将锻件快速升温至850℃，保温10h后空冷1分钟，然后快速油冷至300℃以下；

对比例2

一种4145H MOD锻件的热处理方法，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至890℃，保温9h后风冷至350℃以下；

将按上述实施例和对比例方法得到的样品进行力学性能检测，包括：室温拉伸性能测试、冲击韧性测试和硬度测试，每种测试的测试方法如下：

1、室温拉伸性能测试：在电子万能拉伸试验机(CSS-88500)上进行，试样按照GB/T228-2002制成拉伸试样，拉伸试验样用钼丝切割机制成110×12.5×2mm的无夹头比例试样，试样经热处理后用150#～600#砂纸逐级打磨至光滑。在万能拉伸试验机(CSS-88500)上进行室温拉伸试验，测量力与位移的曲线，通过计算换算为应力-应变曲线。实验温度为常温，拉伸速度为3mm/min。

2、冲击韧性测试：采用Si仪器化冲击试验机进行夏比冲击试验，冲击试样为夏比V型缺口。经过热处理后的试样，按照GB229-1984准备V型缺口冲击试样。采用Si仪器化冲击试验机对试样进行制备及进行常温冲击试验，冲击速度为5.3m/s。

3、硬度测试：采用R(D)-150A1型洛氏硬度计对不同热处理后的组织进行硬度测量。试样经150#～400#砂纸逐级打磨平整光滑，并在试样表面上相等的距离上标记，利用洛氏硬度计的压头在标记的点上进行测量，以减小实验中的误操作带来的实验误差。每个样选取7个点进行测量，硬度值取平均值。

实施例和对比例获得的样品的力学性能测试结果如表1所示。

表1实施例和对比例获得的锻件样品力学性能测试结果

从表1中可以看出，本发明方法生产的4145H锻件强度高：抗拉强度≥965MPa、屈服强度≥758MPa，硬度大：285～340HB，冲击功较高，冲击功≥60J。而对比例1和对比例2采用油冷方式进行热处理，得到的锻件强度低、硬度小，冲击功偏低。可见采用本发明的水冷方式比油冷方式得到的锻件的力学性能好。

实施例6与实施例1相比，实施例7与实施例2相比，实施例8与实施例3相比，实施例9与实施例4相比，实施例10与实施例5相比，实施例6～10得到锻件的强度、硬度和冲击功较实施例1～5得到的锻件的强度、硬度和冲击功高。实施例1～5采用的原料是未经优化的成分冶炼后得到的4145H普通钢，实施例6～10采用的原料是经优化的成分冶炼后得到的4145H改性钢。由此可见，4145H锻件经过对成分优化，采用本发明热处理方法得到的锻件的力学性能较普通钢更好，对4145H化学成分优化设计，采购能够满足性能要求及平衡晶粒度的优质材料，锻造后采用本发明的热处理工艺，使锻后不均匀的晶粒组织重新排序，使晶粒进一步细化，使钢的性能得到最大限度的发挥，可以满足更高强度、更高韧性的机械性能要求，而且能够避免锻件在水冷时由于温差较大而产生裂纹。

进一步对实施例10和对比例2中的4145H MOD锻件的夹杂物及热处理后的锻件进行显微组织分析，具体方法如下：利用DK77系列电火花线切割机从经过不同的热处理工艺处理后的试样中分别取下尺寸为12×12×5mm方块样，制成金相试样。首先用砂轮机将试样表面的氧化皮打磨掉，使其中的金属基体露出，然后用150#～800#水砂纸进行逐级打磨；使用1.5μm的金刚石抛光剂进行抛光处理；用4％硝酸酒精进行侵蚀，侵蚀时间大约10～15秒；侵蚀完毕后用清水冲洗，接着用酒精清洗，冷风吹干。利用Axiovert型蔡司(ZEISS)金相显微镜对4145H钢显微组织进行观察分析。

图1中(a)为实施例10中4145H MOD锻件的夹杂物分布图，图1中(b)为实施例5中4145H锻件的夹杂物分布图。

由图1中可以明显看出，实施例10的4145H MOD锻件的非金属夹杂物数量明显少于实施例5的4145H锻件的夹杂物数量，实施例10与实施例5相比，实施例10采用的原料是经成分优化的4145H MOD锻件，所含的夹杂物少，而实施例5采用的是未经成分优化的4145H锻件，所含的夹杂物含量较多，会影响锻件热处理后的性能。通过观察得到实施例10中各类夹杂物级别：粗系：A＝0；B＝0；C＝0；D＝0；细系：A＝0；B＝0.5；C＝0；D＝0.5。

图2中(a)为实施例10得到的锻件的晶粒度金相图，图2中(b)为对比例2得到的锻件的晶粒度金相图。

晶粒度级别检测根据GB/T6294采用比较法，通过与标准评级图对比评定级别，方法是将制备好的金相试样在100倍的金相显微镜下，全面观察，选择有代表性的视场与标准评级图比较，当他们之间的大小相同或接近时，即样品上的级别就是标准评级图的级别。图2中(a)根据本发明方法得到的锻件的晶粒度为7级，晶粒大小分布均匀，明显优于图2中(b)且高于晶粒度5级的要求；图2中(b)单个晶粒较为粗大，整体级别为5级，刚刚达到标准要求，更低于本发明方法得到的锻件的晶粒度级别。

图3中(a)为实施例10回火组织金相图，图3中(b)为对比例2回火组织金相图。

由图3中可以看出，图3中(a)采用本发明热处理回火后得到的组织为十分均匀的回火索氏体+少量碳化物颗粒，组织分布均匀，没有成片块分布的贝氏体结构，马氏体完全分解，不存在残余奥氏体；图3中(b)中灰色部分为回火贝氏体结构，是由于淬火不佳造成的，奥氏体淬火由于没有及时转变，没有得到完整的马氏体结构，部分转变成贝氏体结构，回火后又聚集长大，得到的条块状组织，这种未转变完全的组织会大大影响锻件的性能。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一种4145H锻件的热处理方法，其特征在于，包括正火、淬火和回火，在淬火时采用水冷方式冷却。

2.按照权利要求1所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)正火：将锻件升温至870～890℃，保温8～12h后冷却；

(3)回火：将锻件升温至580～620℃，保温14～18h后冷却。

3.按照权利要求2所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，步骤(1)中的冷却方式为将锻件风冷至350℃以下。

4.按照权利要求2所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，步骤(2)中还包括保温8～12h后空冷1～3分钟再快速水冷的步骤。

5.按照权利要求2所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，步骤(2)中水冷后的温度在300℃以下。

6.按照权利要求1所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(3)回火：将锻件升温至580～620℃，保温14～18h后随炉冷却。

7.按照权利要求1-6任一项所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，所述4145H锻件为4145H MOD锻件。

8.按照权利要求7所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，所述4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.40～0.51％、Mn 0.61～1.24％、Si 0.13～0.37％、P≤0.03％、S≤0.03％、Cr 0.75～1.40％、Mo 0.13～0.37％、Cu≤0.35％、Ni≤0.53％、余量为Fe和杂质。

9.按照权利要求7所述的4145H锻件的热处理方法，其特征在于，所述4145H MOD锻件包括质量百分比的如下成分：C 0.42～0.49％、Mn 0.65～1.20％、Si 0.15～0.35％、P≤0.025％、S≤0.025％、Cr 0.80～1.35％、Mo 0.15～0.35％、Cu≤0.35％、Ni≤0.50％、余量为Fe和杂质。

10.一种按照权利要求1-9任一项所述的4145H锻件的热处理方法生产的锻件，其特征在于，所述锻件的抗拉强度≥965MPa、屈服强度≥758MPa、延伸率≥13％、面缩≥40％、冲击功≥60J、表面硬度：285～340HB。