CN106801117B - 一种高强韧性输电线路金具及其热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高强韧性输电线路金具，由22SiMnCrNi2MoA钢制成。22SiMnCrNi2MoA钢金具的热处理工艺，包括如下步骤：1）正常温度淬火；2）亚温淬火；3）低温回火。本发明金具的性能能在‑40℃冲击吸收能量达到KV 2 59J的前提下，屈服强度达到R p0.2 1350MPa以上，抗拉强度达到Rm 1520MPa以上，保证金具使用的可靠性，延长使用寿命。

Description

一种高强韧性输电线路金具及其热处理工艺
技术领域
本发明涉及电力行业输电线路金具的材料及热处理工艺，具体是一种高强韧性输电线路金具及其热处理工艺，属于合金材料及热处理技术领域。
背景技术
目前钢制输电线路金具常用制造材料有35#、45#、40Cr等钢，在锻后空冷、正火或调质态使用，由于这些材料制造的输电线路金具强度不高，低温性能较差，不能满足超高压、特高压输电线路以及低温地区等特殊环境输电线路的使用要求。研发高强度并且低温性能好的金具对推动我国电力金具的发展具有重要的作用。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种具有较高强度、高低温韧性的线路金具—高强韧性输电线路金具及其热处理工艺。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种高强韧性输电线路金具，其特征是，该金具由22SiMnCrNi2MoA钢制成。
上述高强韧性输电线路金具的热处理工艺，其特征是，包括以下步骤：
1）淬火：将22SiMnCrNi2MoA钢制成的金具件在淬火炉中加热保温，加热保温温度为860℃～880℃，然后投入淬火油中淬火，冷却至室温取出；
2）亚温淬火：步骤1)处理后，将金具件再次在淬火炉中加热保温，加热保温温度810℃，然后投入淬火油中淬火，冷却至室温取出；
3）回火：步骤2)处理后，将金具件放入回火炉进行200～220℃低温回火。
步骤1）中，金具件的单件加热保温时间为1.3min/mm～1.5min/mm，淬火油的温度为10～30℃。
步骤2）中，金具件的单件加热保温时间为1.3min/mm～1.5min/mm，淬火油的温度为10～30℃。
回火后的金具获得的屈服强度为R p0.2 1350～1430MPa，抗拉强度为Rm 1520～1570MPa，断后伸长率为A 13～13.5%，-40℃冲击吸收能量为KV 2 59～65.9J。
步骤1)中奥氏体化加热温度860℃～880℃，22SiMnCrNi2MoA钢Ac3为845℃，加热温度过低，奥氏体化不充分，而过高导致奥氏体晶粒粗化，均不利于获得目标组织和性能。
步骤2)中亚温淬火加热温度810℃，22SiMnCrNi2MoA钢Ac1为705℃，加热温度取值从接近Ac3温度开始，因为靠近Ac3温度淬火，可以形成较多细小的铁素体从而提高韧性。
22SiMnCrNi2MoA钢是一种低碳合金钢，钢的质量百分比化学成分为：0.18～0.26%C、1.30～1.70%Si、1.20～1.50%Mn、0.15～0.40%Cr、1.65～2.0Ni%、0.20～0.45%Mo、≤0.025%S、≤0.025%P，余量为Fe。22SiMnCrNi2MoA钢通过淬火低温回火得到低碳马氏体组织使用可获得高的强韧性，其典型的应用是用于钎具，在输电线路金具中的使用未见有报道。
亚温淬火是钢在两相区之间加热保温后淬火的热处理工艺。亚温淬火可以提高钢的低温韧性。亚温淬火之前的组织状态对亚温淬火后的钢的力学性能有着较明显的影响，如果原始组织中有一定取向的细针状铁素体析出物，经亚温淬火后才能提高钢的冲击韧性。
本发明与现有35#、45#、40Cr等钢制金具性能相比，具有下列优点和效果：本发明金具的性能能在-40℃冲击吸收能量达到KV 2 59J的前提下，屈服强度达到R p0.2 1350MPa以上，抗拉强度达到Rm 1520MPa以上，从而保证了金具使用的可靠性，延长使用寿命。本发明未来经济效益好，市场大，有广阔的产业化前景。
附图说明
图1为本发明实施例2中的碗头挂板经热处理之后，金相组织示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
一种高强韧性输电线路金具，具体是由22SiMnCrNi2MoA钢制成的球头挂环，热处理包括以下工艺步骤：
1）淬火：将球头挂环放入淬火炉中加热，加热温度860℃，加热保温时间为15min，取出放入室温油中淬火，冷至室温后取出；（室温10-30℃）
2）亚温淬火：将球头挂环再次在淬火炉中加热，加热温度810℃，加热保温时间为15min，取出放入室温油中淬火，冷至室温后取出；（室温10-30℃）
3）回火：对球头挂环进行200℃回火。
实施例2
一种高强韧性输电线路金具，具体是由22SiMnCrNi2MoA钢制成的碗头挂板，22SiMnCrNi2MoA钢的质量百分比化学成分： 0.21%C、1.42%Si、1.31%Mn、0.29%Cr、1.64%Ni、0.40%Mo、0.002%S、0.006%P，余量为Fe。
22SiMnCrNi2MoA钢碗头挂板的热处理包括以下工艺步骤：
1）淬火：将碗头挂板放入淬火炉中加热，加热温度870℃，加热保温时间为20min，取出放入室温油中淬火，冷至室温后取出；（室温10-30℃）
2）亚温淬火：将碗头挂板再次在淬火炉中加热，加热温度810℃，加热保温时间为20min，取出放入室温油中淬火，冷至室温后取出；（室温10-30℃）
3）回火：对碗头挂板进行200℃回火。
该碗头挂板经热处理之后，金相组织示意图如图1，可见组织为板条状马氏体及针状分布铁素体。
本发明可以使金具的屈服强度达到R p0.2 1350MPa以上，抗拉强度达Rm 1520MPa以上，断后伸长率达A 13%，-40℃冲击吸收能量达到KV 2 59J以上。

Claims (1)

1.一种高强韧性输电线路金具的热处理工艺，包括以下步骤：
1)淬火：将22SiMnCrNi2MoA钢制成的金具件在淬火炉中加热保温，加热保温温度为870℃，然后投入10～30℃淬火油中淬火，冷却至室温取出；2)亚温淬火：步骤1)处理后，将金具件再次在淬火炉中加热保温，加热保温温度810℃，然后投入10～30℃淬火油中淬火，冷却至室温取出；
3)回火：步骤2)处理后，将金具件放入回火炉进行200～220℃低温回火；
其特征是，所述22SiMnCrNi2MoA钢的质量百分比化学成分：0.21％C、1.42％Si、1.31％Mn、0.29％Cr、1.64％Ni、0.40％Mo、0.002％S、0.006％P，余量为Fe；
所述步骤1)中，金具件的单件加热保温时间为1.3min/mm～1.5min/mm，使22SiMnCrNi2MoA钢组织中有细针状铁素体；
所述步骤2)中，金具件的单件加热保温时间为1.3min/mm～1.5min/mm；原始组织中的细针状铁素体经亚温淬火后能提高钢的低温韧性；
所述步骤3)中，回火后的金具获得的屈服强度为Rp0.2 1350～1430MPa，抗拉强度为Rm1520～1570MPa，断后伸长率为A 13～13.5％，-40℃冲击吸收能量为KV2 59～65.9J。
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