CN107130088A - 一种波动式回火工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种波动式回火工艺方法，包括：1)将钢材加热使其奥氏体化；2)进行回火处理，低温回火温度为270～300℃，高温回火温度为340～360℃；3)将奥氏体化的钢材按5～15℃/min的冷却速度冷却到低温回火温度；再以同样的加热速度升温到高温回火温度；4)周期性地重复冷却到低温回火温度-加热到高温回火温度这一过程，最少为2个循环过程；5)将钢材冷却到室温，完成波动式回火工艺过程。本发明相比正常回火工艺生产周期大大缩短，可节约能耗，提高生产效率，节约生产成本，具有显著的经济效益和应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及钢材热处理技术领域，尤其涉及一种波动式回火工艺方法。
背景技术
回火是将淬火后的工件加热到AC1(下临界温度即加热时珠光体向奥氏体转变的开始温度)以下的适当温度，保温一段时间后进行冷却的金属热处理工艺(如图1所示)。回火是热处理的最后一道工序，最终决定工件的使用性能。回火的主要目的就是：1)获得所要求的组织；2)稳定组织和尺寸；3)消除内应力；4)降低硬度和强度，提高延展性或韧性；5)对于空冷就能获得马氏体组织的高淬透性钢，退火软化周期太长，可采用回火代替。
贝氏体钢如1080钢的生产过程离不开回火过程，传统的回火工艺是：钢材首先被奥氏体化，然后快速冷却到马氏体转变温度点以上一直到贝氏体的形核和长大，通常当转变完成后钢材被冷却到室温。由于受到缓慢的固相转变制约，工业生产中回火工艺根据钢材化学成分和尺寸的不同通常需要等温2-24h，其工艺周期较长，占用资源多，生产效率低。
发明内容
本发明提供了一种波动式回火工艺方法，相比正常回火工艺生产周期大大缩短，可节约能耗，提高生产效率，节约生产成本，具有显著的经济效益和应用价值。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种波动式回火工艺方法，包括如下步骤：
1)将需要进行回火热处理的贝氏体组织钢材加热使其奥氏体化；
2)进行回火处理，确定低温回火温度为270～300℃，高温回火温度为340～360℃；
3)将步骤1)中奥氏体化的钢材按5～15℃/min的冷却速度快速冷却到低温回火温度；再以同样的加热速度将钢材快速升温到高温回火温度；
4)周期性地重复进行钢材冷却到低温回火温度-加热到高温回火温度这一过程，最少为2个循环过程；
5)最后，将钢材冷却到室温，完成波动式回火工艺过程。
周期性地冷却和加热通过改变加热炉的温度控制模式或改变连续热处理炉每段区域的温度实现。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
相比正常回火工艺生产周期大大缩短，可节约能耗，提高生产效率，节约生产成本，具有显著的经济效益和应用价值。
附图说明
图1是本发明所述正常回火艺过程示意图。
图2是本发明所述波动式回火工艺过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
见图2，是本发明所述波动式回火工艺过程示意图。本发明一种波动式回火工艺方法，包括如下步骤：
1)将需要进行回火热处理的贝氏体组织钢材加热使其奥氏体化；
2)进行回火处理，确定低温回火温度为270～300℃，高温回火温度为340～360℃；
3)将步骤1)中奥氏体化的钢材按5～15℃/min的冷却速度快速冷却到低温回火温度；再以同样的加热速度将钢材快速升温到高温回火温度；
4)周期性地重复进行钢材冷却到低温回火温度-加热到高温回火温度这一过程，最少为2个循环过程；
5)最后，将钢材冷却到室温，完成波动式回火工艺过程。
周期性地冷却和加热通过改变加热炉的温度控制模式或改变连续热处理炉每段区域的温度实现。
本发明的原理是：在回火过程中，回火温度不恒定于某一个特定温度，而是围绕着正常回火温度随时间上下波动变化，以达到快速回火的目的。
需要进行回火热处理的贝氏体组织钢种如弹簧钢、桥梁钢等，在步骤1)中，进行加热时的温度和保温时间要能够保证所加热的钢材完全奥氏体化。
步骤3)中，将奥氏体化的钢材冷却到低温回火温度时的冷却速度要足够快，以防止在未达到低温回火温度前发生组织转变。回火时的加热和冷却过程至少要实施两个循环以上，每个过程的工艺时间根据钢材的具体尺寸和规格确定。
以下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。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例】
试验钢种为1080钢，此钢种除Fe之外的主要化学成分见表1：
表1 1080钢化学成分(单位：％)
| C | Mn | P | S |
| 0.77 | 0.7 | 0.03 | 0.04 |
试验在GLeeble热模拟试验机上进行。准备了两组直径6mm的圆柱棒试样，其中一组执行正常回火工艺，另一组进执行本发明所述的波动式回火工艺。利用金相显微镜及扫描电镜对回火后的试样进行金相组织检验，以确认回火是否完全。
确定工艺参数如下：
1)奥氏体化时，需将试样加热到850℃，保温5min；
2)通过1080钢的贝氏体等温转变曲线，确定低温回火温度为300℃，高温回火温度为340℃；
3)通过1080钢CCT曲线，设定奥氏体后冷却速度为40℃/min；
两组试样分别执行正常回火(图1所示)和波动式回火(图2所示)的回火工艺。图中Ms指马氏体温度。
如图1所示，将试样进行奥氏体化(加热到850℃，保温5min)；然后以40℃/min的速度快速冷却到马氏体温度以下；再次加热试样到奥氏体化温度(850℃)后保温5min，快速冷却试样到回火温度300℃，进行等温回火，140min后完成回火处理；经检测，试样金相组织为贝氏体组织。
如图2所示，将试样进行奥氏体化(加热到850℃，保温5min)，然后以40℃/min的速度快速冷却到马氏体温度以下；再次加热试样到奥氏体化温度(850℃)保温5min，以5℃/min的速度快速冷却试样到低温回火温度300℃，再以5℃/min的速度加热到高温回火温度340℃。在低温回火温度和高温回火温度之间循环加热-冷却过程共5个周期，32min后完成回火处理；经检测，试样金相组织为贝氏体组织。
从本实施例中可以看出，同样的试样达到贝氏体组织，本发明所述波动式回火工艺所用时间只有正常回火工艺时间的约1/4，大大提高了生产效率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种波动式回火工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将需要进行回火热处理的贝氏体组织钢材加热使其奥氏体化；
2)进行回火处理，确定低温回火温度为270～300℃，高温回火温度为340～360℃；
3)将步骤1)中奥氏体化的钢材按5～15℃/min的冷却速度快速冷却到低温回火温度；再以同样的加热速度将钢材快速升温到高温回火温度；
4)周期性地重复进行钢材冷却到低温回火温度-加热到高温回火温度这一过程，最少为2个循环过程；
5)最后，将钢材冷却到室温，完成波动式回火工艺过程。
2.根据权利要求1所述的一种波动式回火工艺方法，其特征在于，周期性地冷却和加热通过改变加热炉的温度控制模式或改变连续热处理炉每段区域的温度实现。
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|---|---|---|---|---|
| JPH10317057A (ja) * | 1997-05-21 | 1998-12-02 | Kimura Chuzosho:Kk | 複合材の熱処理方法 |
| CN101597682A (zh) * | 2009-07-09 | 2009-12-09 | 贵州大学 | 车轴钢晶粒超细化热处理工艺 |
| CN104818368A (zh) * | 2015-03-04 | 2015-08-05 | 浙江万喜精密铸造有限公司 | 一种零件处理工艺 |
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