CN1069523A - 合金钢钢锭去应力退火新工艺 - Google Patents

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刘崇昌
麻永林
贺友多
艾慰心
刘德君
吴雅卿
陈荣璋
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刘新胜
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Abstract

一种改进的合金钢钢锭去应力退火新工艺，是由 两段式加热保温、伪两段保温或(一段式)保温构成的 不完全退火或低温退火工艺制度。试验研究表明，钢 锭去应力退火不需要过高的完全退火温度，只要在 临界点AC1稍上或稍下保温一段时间即可完成，本 退火新工艺制度的实施，既能保证钢锭去除铸态内应 力，又能降低加热温度、保温温度和缩短保温时间，并 依钢种不同，可降低保温温度60～290℃，从而达到 节能降耗及提高生产率的目的。

Description

本发明属于材料热处理方面关于合金钢钢锭去应力退火新工艺。
在冶金工业中，为防止钢锭开裂报废，需去除铸态内应力。在合金钢钢锭去除内应力的技术上，一般用退火工艺。现有的退火工艺，大都是完全退火，这种退火工艺加热温度过高，保温时间过长，存在浪费煤气或重油，耗能大;金属氧化烧损大，脱碳层太深，成材率低及退火周期长，生产率低等问题。因此，改进现有的合金钢钢锭去除内应力的退火工艺制度，对节能、降耗及提高生产率，具有实际意义。
本发明的任务在于提供一种改进的合金钢钢锭去除内应力的退火新工艺，实现既能保证合金钢钢锭去除铸态内应力，又能降低加热温度。缩短保温时间，以达到节能、降耗及提高生产率的目的。
本发明提出的合金钢钢锭去应力退火新工艺制度为不完全退火或低温退火工艺。这种退火新工艺制度的特征在于采用两段式加热保温、伪两段式或一段式低温保温进行不完全退火或低温退火，使钢锭去除内应力。
依据金属物理学原理，钢的内应力的消除是个蠕变过程，随着温度升高而迅速消除。随着钢相变重结晶的进行，第二类应力和第三类应力即可消失，第一类应力也逐渐松驰，一般可消除90%以上。试验研究表明，钢锭去应力退火不需要过高的完全退火温度，只要在临界点Ac1稍上或稍下，保温一段时间即可完成。因此，本发明采用的以两段式加热保温、伪两段式保温或一段式保温进行不完全退火或低温退火新工艺，既能完成消除钢锭内应力的任务，又能使保温温度大幅度降低，并依钢种不同，可降低60～290℃。
本发明是根据金属物理学理论、传热原理，通过对各种钢锭在不同炉气的温度场、退火工艺曲线以及锭表与锭心温度曲线等加热温度变化规律的研究;并通过对在一定加热速度、冷却速度下，确定保温温度，根据炉型、燃气、钢种化学成份及锭型可计算出任何钢锭的热透时间的研究下提出的关于合金钢钢锭去应力退火新工艺。
下面结合几组实施例对本发明作进一步说明。
一、图1为第一组中、高碳高合金钢锭的两段式退火新工艺曲线图。
（如W18Cr4v，W6Mo5Cr4v2，W9Mo3Cr4v，M36，M42，W9Cr4V6SiNbA1，3Cr2W8V，Cr12MoV等钢锭采用该两段式退火新工艺如图1所示，中、高碳高合金钢类两段式退火新工艺的特征在于过程为：〔1〕以≤100℃/h的缓慢钢锭至800～860℃后，进行第一段保温h1：2～4小时，〔2〕以50℃/h炉中降温至720～780℃进行第二段保温h2：1.5～3小时，〔3〕以50℃/h的降温速度降温至300℃出炉。
二、图2为第二组铬镍高淬透性钢类650公斤至6吨规格的钢锭的一段式低温退火新工艺曲线图。（如：20Cr2Ni4A，25Cr2Ni4WA，18Cr2Ni4WA，PcrNi3Mo等钢锭采用此一段式低温退火新工艺。）如图2所示，对650公斤至6吨的铬镍高淬透性钢锭用一段低温退火新工艺的特征在于过程为：〔1〕以≤100℃/h缓慢加热钢锭至620～680℃后，保温5～10小时，〔2〕闭火炉冷温至300℃出炉。
三、图3为第三组低中合金工具钢类钢锭的两段式退火工艺曲线图。（如CrWMn，Cr2，9CrMoV，4Cr5MoVSi，5CrW2Si，9WMn等钢锭两段式退火新工艺。）如图3所示，对低中合金工具钢钢锭用两段式退火新工艺的特征在于过程为：〔1〕以≤100℃/h缓慢加热钢锭至780～850℃后进行第一段保温h1：3～6小时，〔2〕以50℃/h的降温速度降温至650～740℃后，进行第二段保温h2：2～4小时〔3〕闭火炉冷降温至300℃，出炉。
四、图4为第四组不锈钢、耐热钢类540公斤至2.1吨规格的钢锭采用的一段式低温退火工艺曲线图。（如2～4Cr13，4Cr9Si2，2Cr13Ni2，Cr14，1Cr11MoV等不锈钢、耐热钢钢种采用此一段式低温退火新工艺。）如图4所示，对540公斤至2.1吨的不锈钢、耐热钢所采用的这种一段式低温退火新工艺，其特征在于工艺过程为：以≤100℃/h缓慢加热钢锭至800～860℃后，保温2～6小时然后闭火炉冷至300℃出炉。
五、图5为第五组低合金结构钢类，1.6～10吨规格的钢锭用伪两段式保温退火新工艺曲线图。（如40Cr，35Mn2，40CrNi，32SiMn，MoV，50CrV，60SiMn，40CrNiM。等钢类采用这种伪两段式保温退火工艺。）如图5所示，对1.6至10吨的低合金结构钢钢锭所采用的这种伪两段式保温退火新工艺的特征在于工艺过程为：〔1〕以≤100℃/h缓慢加热钢锭至780～860℃后第一次保温h1：2～5小时，〔2〕以50℃/h的降温速度降温至700～760℃后，第二次保温h2：2～6小时，〔3〕以≤50℃/h降温速度降温至500℃出炉。
以上五个实施例中各自的各段保温时间，依锭型尺寸而异，且均在设计的保温时间范围确定及变动。
本发明所述的合金钢钢锭去应力退火新工艺，在某钢厂应用一年多，处理钢锭7000多吨，退火质量完全合格，未出现废品，节能35～70%，平均节能率38.3%，减少金属氧化烧损1%以上，提高了成材率，生产率提高20%以上。具有实际推广应用价值。

Claims (1)

1、一种合金钢锭去应力退火新工艺，其特征在于：
A、对中、高碳高合金钢锭用两段式退火工艺过程为缓慢加热钢锭至800～860℃进行第一段保温2～4小时，然后炉中降温至720～780℃进行第二段保温1.5～3小时，再以50℃/h降温至300℃出炉，
B、对650公斤至6吨的铬镍高淬透性钢锭用一段式低温退火工艺过程为缓慢加热钢锭至620～680℃进行一段式保温5～10小时，降温至300℃出炉，
C、对低中合金工具钢钢锭用两段式退火工艺过程为缓慢加热钢锭至780～850℃进行第一段保温3～6小时，然后炉中降温至650～720℃进行第二段保温2～4小时，再闭火炉冷至300℃出炉，
D、对540公斤至2.1吨的不锈钢、耐热钢钢锭用一段低温退火工艺过程为缓慢加热钢锭至800～860℃保温2～6小时，然后闭火炉冷至300℃出炉，
E、对1.6至10吨的低构金结合钢钢锭用伪两段式保温退火工艺过程为缓慢加热钢锭至780～860℃保温2～5小时，然后以50℃/h降温至700～760℃保温2～6小时，最后以50℃/h降温至500℃出炉。
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