CN108239689A - 提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法，其工艺为：所述高强度矿用圆环链钢加热到Ac3+10～Ac3+40℃，保温后淬入水中。本方法创新性的降低高强度矿用圆环链钢的淬火温度，在不必对钢的成分进行调整的情况下，显著提高了高强度矿用圆环链钢的淬透性。本方法具有成本低、工艺简单、在生产中容易实施等特点。

Description

提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法
技术领域
本发明属于钢铁材料热处理领域，尤其是一种提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法。
背景技术
圆环链是采矿设备上的传动部件，具有牵引和导向功能。它的服役环境恶劣、承受载荷大，易发生磨损和疲劳断裂等问题，是设备的关键易损件。为满足新型采矿装备的发展，矿用圆环链的尺寸规格要求变得越来越高。矿用圆环链尺寸规格的增大，要求钢材本身的淬透性要足够高。尤其是圆环链中两个链环相扣的位置，其等效截面尺寸要远远高于圆环链钢钢棒本身。也就是说，圆环链钢棒直径增大一倍，链环相扣位置的等效直径要增大数倍。这容易导致链环的顶部和肩部出现淬不透现象，而这些位置恰恰是圆环链受力最为复杂和恶劣的。因此，保证高的淬透性是制备大规格和超大规格矿用圆环链钢最重要的一个环节。
添加硼能显著提高钢的淬透性。但硼的最佳添加量非常少，在实际生产中难以控制，并且硼容易在偏析带聚集，形成硼铁化合物而降低钢的韧性。增加锰含量也会提高钢的淬透性，但锰会增大晶粒增长趋势，对焊缝晶粒尺寸控制不利。其它提高淬透性的元素，镍的价格很昂贵，碳和硅都会降低焊接性能。因此调整合金元素含量来提高高强度矿用圆环链钢的淬透性，在技术性和经济性上讲是困难的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种效果好的提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：所述高强度矿用圆环链钢加热到Ac3+10～Ac3+40℃，保温后淬入水中。
本发明所述高强度矿用圆环链钢为23MnNiMoCrA钢或20NiCrMoA钢。
本发明的理由或原理如下：现有技术中，本领域技术人员认为，淬火前的加热温度越高，奥氏体化就越充分，这对钢的淬透性有利；淬火前的加热温度越高，奥氏体晶粒尺寸就越大，晶界面积就越少，减少了非马氏体相变的形核位置，这也对钢的淬透性有利。因此，目前高强度矿用圆环链钢淬火前加热温度大都为850～900℃，在Ac3以上50～80℃。
然而，发明人认为，淬火前的加热温度越高，钢中所含的热量就越多，在淬火时需要散去的热量也就越多；散热时间长，降温速度慢，这对钢的淬透性有害。提高淬火加热温度所带来的有利或有害影响，在不同钢中的显著程度不同。对于高强度矿用圆环链钢，例如23MnNiMoCrA钢和20NiCrMoA钢，属于低碳低合金钢，奥氏体化很容易充分，对淬火前加热温度要求不高。而且，大规格高强度矿用圆环链钢在淬火时，非马氏体相变主要是下贝氏体转变；下贝氏体转变的形核位置对晶界的依赖性很低。发明人认为，对于高强度矿用圆环链钢，较低的淬火温度对淬透性有利。因此，本发明的淬火加热温度为Ac3以上10～40℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明创新性的降低高强度矿用圆环链钢的淬火温度，在不必对钢的成分进行调整的情况下，显著提高了高强度矿用圆环链钢的淬透性。本发明具有成本低、工艺简单、在生产中容易实施等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1－3：本提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法具体工艺如下。
所述高强度矿用圆环链钢为23MnNiMoCrA钢，其重量百分含量成分组成为：碳0.23%，硅0.21%，锰1.26%，铬0.45%，镍1.03%，钼0.52%，铝0.03%，磷0.009%，硫0.005%，其余为铁。采用膨胀法测得其Ac3温度为784℃，淬火加热温度设定为Ac3以上10～40℃，即794～824℃。
按照GB/T 225-2006进行淬透性的末端淬火试验方法。淬火加热温度分别为794℃（Ac3+10℃）、824℃（Ac3+40℃）、814℃（Ac3+30℃）；并且将目前高强度矿用圆环链钢淬火前的常用加热温度880℃作为对比例。试验结果如表1所示。
表1：实施例1－3和对比例的试验结果
由表1可见，本淬火方法相比传统淬火方法有效地提升了23MnNiMoCrA钢的淬透性。
实施例4－6：本提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法具体工艺如下。
所述高强度矿用圆环链钢为20NiCrMoA钢，其重量百分含量成分组成为：碳0.20%，硅0.19%，锰0.71%，铬0.50%，镍0.52%，钼0.23%，铝0.03%，磷0.008%，硫0.006%，其余为铁。采用膨胀法测得其Ac3温度为801℃，淬火加热温度设定为Ac3以上10～40℃，即811～841℃。
按照GB/T 225-2006进行淬透性的末端淬火试验方法。淬火加热温度分别为811℃（Ac3+10℃）、841℃（Ac3+40℃）、821℃（Ac3+20℃）；并且将目前高强度矿用圆环链钢淬火前的常用加热温度880℃作为对比例。试验结果如表2所示。
表2：实施例4－6和对比例的试验结果
由表2可见，本淬火方法相比传统淬火方法有效地提升了20NiCrMoA钢的淬透性。

Claims (2)

1.一种提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法，其特征在于：所述高强度矿用圆环链钢加热到Ac3+10～Ac3+40℃，保温后淬入水中。
2.根据权利要求1所述的提高高强度矿用圆环链钢淬透性能的淬火方法，其特征在于：所述高强度矿用圆环链钢为23MnNiMoCrA钢或20NiCrMoA钢。
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