CN109763078A - 一种耐热合金渗碳钢及其制备方法 - Google Patents

一种耐热合金渗碳钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐热合金渗碳钢,以重量百分比计包含:碳:0.16~0.22%;硅:≤0.15%;锰:≤0.60%;铜:0.10~0.25%;铬:1.80~1.90%;镍:1.80~1.90%;钼:0.50~1.10%;硫:0.015~0.030%;磷:≤0.015%;铝:0.010~0.025%;氮:0.013~0.018%;铌:0.020‑0.040%;氢:≤0.00015%;氧:≤0.0012%;余为Fe及杂质元素。本发明还公开了一种耐热合金渗碳钢的制备方法。通过本发明能够获得耐300‑500℃工作温度、晶粒细小、纯洁度高、强韧性性能优良的耐热合金渗碳钢。

Description

一种耐热合金渗碳钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及渗碳钢,更具体地是指一种耐热合金渗碳钢及其制备方法。
背景技术
合金渗碳钢是指经过渗碳热处理后使用的低碳合金结构钢,具有外硬内韧的性能特点,常常用于制作承受冲击的耐磨件,如汽车、拖拉机中的变速齿轮,内燃机上的凸轮轴、活塞销等。其成分特点有:C%:0.10%~0.25%,以保证零件心部具有足够的塑性、韧性。主要合金元素是Cr,还可加入Ni、Mn、B、W、Mo、V、Ti等,其中,Cr、Ni、Mn、B的主要作用是提高淬透性,使大尺寸零件淬火后心部得到低碳马氏体组织,以提高强度和韧性;少量的W、Mo、V、Ti能形成细小、难溶的碳化物,以阻止渗碳过程中高温、长时间保温条件下晶粒长大。在零件表层形成的合金碳化物还可提高表面渗碳层的耐磨性。
申请号为201611265306.5的一种耐高温合金结构钢及其热处理工艺,该结构钢化学成分重量%为:C:0.23~0.27%,Si:≤0.20%,Mn:≤0.20%,P:≤0.008%,S:≤0.003%,Cr:2.85~3.05%,Mo:2.85~3.05%,Ni:0.80~1.0%,Nb:0.09~0.11%,V:≤0.20%,[O]:≤0.0020%,[N]:≤0.0080%,RE:0.0015~0.0035%,余量为Fe。该钢的高温强度较常用的40CrNi3MoV中碳合金结构钢有所提高,其断裂韧性和低周疲劳性能也优于40CrNi3MoV钢,可以大幅度提高寿命;适合制作承受周期应力作用、耐高温磨损和长寿命高压容器。
申请号为201510400289.0的高耐热性热作模具钢及制备方法,该发明化学成分的质量百分比为:C为0.38%~0.44%,Cr为3.8%~4.4%,Mo为1.8%~2.4%,Si为0.2%~0.6%,Mn为0.5%~0.8%,V为0.5%~0.7%,Ni为0.8%~1.2%,Cu为0.02%~0.05%,Ta为0.08%~0.12%,Nb为0.01%~0.03%,W为0.008%~0.016%,Co为0.008%~0.016%,P和S含量均小于0.030%,余量为Fe。发明钢具有良好的综合力学性能,较高的抗热疲劳性能以及良好的热稳定性和高温强度。
申请号为200710037023.X的石油钻机绞车刹车毂材料及其制造方法。该发明涉及石油钻机绞车刹车毂新材料及其制造方法。采用低碳Mn-Si-V-RE合金,其化学成份(质量分数%)为:C:0.10~0.30,Mn:1.2~2.0,Si:0.20~0.50,V:0.05~0.20,Re:0.010~0.040,P≤0.025,S≤0.025,余量Fe。其具有较高的强韧性、耐磨性、抗热疲劳性及焊接性,能够满足绞车刹车毂的恶劣工况。
从以上专利可以看出,改善钢材的耐热性能从成分上主要添加Re、W、Nb、Mo,其技术目的是用于压力容器、高耐热性热作模具钢、绞车刹车毂等。201611265306.5中添加较多的Cr、Mo、Ni,特别是Mo能提高钢材的热稳定性,但淬透性提高、钢材的硬度高,用于制造精密的汽车零件其开裂的倾向性和工艺性能较差。CN200710037023.X中添加W和Co提高耐热性,200710037023.X中采用V和Re,从技术目的和解决方案上与本发明有很大的不同。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐热合金渗碳钢及其制备方法,能够获得耐300-500℃工作温度、晶粒细小、纯洁度高、强韧性性能优良的耐热合金渗碳钢。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案。
一方面,一种耐热合金渗碳钢,以重量百分比计包含:
碳:0.16~0.22%;
硅:≤0.15%;
锰:≤0.60%;
铜:0.10~0.25%;
铬:1.80~1.90%;
镍:1.80~1.90%;
钼:0.50~1.10%;
硫:0.015~0.030%;
磷:≤0.015%;
铝:0.010~0.025%;
氮:0.013~0.018%;
铌:0.020-0.040%;
氢:≤0.00015%;
氧:≤0.0012%;
余为Fe及杂质元素;
且,Mn/S=20~40,Al/N=0.65~1.4。
所述的杂质元素中:Pb≤0.002%,As≤0.04%,Sn≤0.005%,Sb≤0.004%,Ca≤0.0010%。
另一方面,一种耐热合金渗碳钢的制备方法,包括:
冶炼步骤:依次为初冶炼、钢包精炼、连铸浇注;
热加工步骤:依次为锻造开坯、轧制棒材、球化退火;
冷加工步骤:将棒材拉拔成表面光亮棒材。
所述的初冶炼采用电弧炉或转炉,当温度≥1620℃开始出钢,出钢钢水达到P≤0.025%,C≥0.05%,出钢1/3时加入铬铁、铝铁,且当采用转炉时,出钢时添加Cu合金以控制Cu到0.10-0.20%。
所述的钢包精炼采用石灰、萤石和合成渣,通电3min后分三批加入,采用碳粉和碳化硅搅拌均匀后进行渣面扩散脱氧,渣变为黄白色并保持5~10min,真空脱气前喂氮化铬丝,以调整氮含量至130-180ppm,喂铝丝补铝至0.015~0.030%;进真空脱气前,喂硫线配至S含量为
0.015~0.030%;真空脱气在≤0.26Kpa下保持≥10min,真空脱气处理总时间≥25min。
所述的锻造开坯采用加热炉在450~600℃温度待料,钢锭装炉后保温100~150min,以≤2℃/min的升温速度升至700~760℃保温100~160min,以≤1.9℃/min的升温速度升至1200~1220℃保温900~1100min;开锻温度为1100~1180℃;终锻温度为850~880℃。
所述的轧制棒材为将锻造后的方坯加热至1160~1200℃并保持加热时间80~120分钟,方坯料阴阳面温差≤40℃钢坯出炉,使锻坯加热均匀并再将方钢坯热加工轧制至成品棒材或线材,终轧温度为760~810℃,轧后缓冷或退火。
所述的球化退火为在400~500℃进炉保温40min~60min,以30~50℃/h升温到680~700℃保温4小时,随炉冷却至550~450℃出炉。
采用本发明的耐热合金渗碳钢及其制备方法,具有以下几个优点:
1、本发明的耐热合金渗碳钢经过经退火后获得球化珠光体组织,硬度碳化物颗粒细小均匀,硬度185~210HBW,便于油嘴阀体的切削、开孔加工,同时为后续的渗碳和淬火热处理提供预备组织。
2、本发明的耐热合金渗碳钢经过经退火后进行淬火+低温回火(840℃~870℃油淬+170℃~210℃回火),获得细小均匀的回火马氏体组织,获得的力学性能为:抗拉强度≥1420Mpa,屈服强度≥1180Mpa,伸长率≥16%,断面收缩率≥62%,冲击功≥200J。
3、本发明的耐热合金渗碳钢经过经退火后加工成零件毛坯,再渗碳、淬火、深冷处理、回火处理、时效之后渗碳层的硬度为720~780HV,渗碳层的深度达到0.6~0.9mm,硬度偏差≤40HV,心部基体的硬度420~460HV。
4、本发明的耐热合金渗碳钢加工性能优良(便于切削加工和开孔)、组织性能优良、渗碳层组织均匀稳定、晶粒细小,加工成零件后耐300-500℃工作温度,而且使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的添加适量的Mo元素获得的渗碳钢的渗层组织照片;
图2是未采用或未控制好热加工工艺而获得的渗碳钢的渗层组织照片;
图3是添加过量的Mo元素获得的渗碳钢的渗层组织照片。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的技术方案。
渗碳钢加工成工件一般经过渗碳、淬火、深冷处理(减少残奥)、回火、时效等工艺过程,最终获得回火马氏体组织。其中渗碳的温度范围约为890~930℃;淬火的温度为850~880℃,淬火后获得马氏体、马氏体加残奥或马氏体加残奥加未溶的碳化物;回火温度约为200℃左右,即从室温到回火温度马氏体和残奥均发生组织转变,包括马氏体的分解、残奥的转变、碳化物的析出和变化以及α相的回复和再结晶。其组织仍然保持细小的板条马氏体亚结构,具有较高的硬度、强度和弹性,又有良好的塑性和韧性。然而,在由渗碳钢加工成的燃油喷射系统的针阀体偶件其工作温度为300~500℃,远远超过了渗碳钢的回火温度,在300~500℃温度区间下马氏体将继续分解,超过350℃马氏体及残奥分解完成后的α相发生回复、再结晶,已析出的渗碳体聚集并粗化。工件长时间在300~500℃温度区间工作,由于渗碳体的粗化造成性能的弱化。
本发明的耐热合金渗碳钢的设计思想是为了满足工作温度在300~500℃温度区间的渗碳钢工件的技术要求,即渗碳钢经退火后加工成油嘴阀体毛坯后,经过渗碳、淬火、深冷处理、回火处理、时效之后,在300~500℃温度区间内渗碳层的硬度保持在720~780HV,渗碳层的深度达到0.6~0.9mm,心部的硬度要达到420~460HV。
因此,本发明的耐热合金渗碳钢,以重量百分比计包含:
碳:0.16~0.22%;
硅:≤0.15%;
锰:≤0.60%;
铜:0.10~0.25%;
铬:1.80~1.90%;
镍:1.80~1.90%;
钼:0.50~1.10%;
硫:0.015~0.030%;
磷:≤0.015%;
铝:0.010~0.025%;
氮:0.013~0.018%;
铌:0.020-0.040%;
氢:≤0.00015%;
氧:≤0.0012%;
余为Fe及杂质元素;
且其他元素的匹配要达到:
Mn/S=20~40,Al/N=0.65~1.4。
另外,杂质元素中:Pb≤0.002%,As≤0.04%,Sn≤0.005%,Sb≤0.004%,Ca≤0.0010%。
其主要化学元素在钢中的作用如下:
碳:渗碳钢的碳含量一般在0.10~0.25%之间,本发明中添加0.16~0.22%的碳含量,并在钢中配入Cr、Ni、Mo合金元素,使零件(零件经过渗碳、淬火、深冷处理、回火处理、时效处理之后)表面具有720~780HV的渗碳层硬度,同时保持高的耐磨性和心部硬度(420~460HV)。
硅:硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度,但在本钢种中硅元素不利于渗碳层的稳定,同时较高的硅能促使铁素体晶粒粗化,为此本发明钢中硅控制在≤0.15%。
锰和硫:锰能部分代替铬、镍以保持强度,而且锰是能显著提高淬透性的主要元素。但是锰在钢中有促进奥氏体化晶粒长大的缺点,对锰的含量应加以控制。为此本发明钢中控制锰含量为≤0.60%并与碳元素配合,保证保证高频淬火滚道面的硬度达到720~780HV。
Mn和Fe形成固溶体,同时提高铁素体和奥氏体的强度;Mn使组织均匀弱碳化物形成元素,进入渗碳体取代一部分Fe原子。此外,Mn还有提高耐磨性作用。
钼:为本发明的关键元素,一般认为少量的W、Mo、V、Ti元素能形成细小、难溶的碳化物合金在超过200℃的使用温度下能增加组织的稳定性,原因是TiC、V4C3、NbC、W2C、Mo2C碳化物析出的温度高、颗粒细小、稳定性大。本发明中钼不仅有上述作用,此外钼与铌配合,提高了Nb在奥氏体中的固溶度,延迟了碳氮化物的沉淀析出,将更多的微合金元素得以在较低的温度下从析出,增强沉淀强化的作用。
请结合图1~3所示,添加适量的Mo元素,能避免合金元素的严重偏析,获得附图1的渗层组织。同时需要控制热加工工艺,如锻造过程的加热和锻造工艺,若工艺制度不良也会造成局部的渗层组织不良,如附图2所示。另外,添加过量的Mo元素,如图3增加偏析的倾向,在偏析处存在的非平衡组织在渗碳保温过程中迅速连接成块状,组织碳元素的扩散,并随着淬火过程保留到室温。异常组织的出现,降低渗层的整体质量,影响工件质量。
铌:典型的细化晶粒元素,添加0.020-0.040%的铌能改善钢材的晶粒尺寸,获得良好的韧性。但,过多的铌往往会造成相应的渗碳层碳化物聚集,渗碳过程形成微小裂纹影响寿命。本发明中的Nb与Mo复合作用能发挥控制碳化物的技术目的。
此外,本发明钢添加0.015~0.030%S元素与Mn元素形成MnS,MnS夹杂物用于改善切削性能,同时还能够抑制晶粒长大及促进晶内铁素体的析出,通过控制Mn/S=20~40以使MnS固定硫,可以减少在奥氏体晶界FeS等低熔点化合物的生成,从而提高钢的高温塑性。同时由于MnS具有良好的变形能力,在轧制过程中沿轧制方向延展成为大尺寸长条状,使得钢材力学性能呈各向异性,明显降低材料的横向性能。因此,还必须控制MnS的长度4~40μm。
因此,经过计算相的组织和实验的研究,Mn含量控制在≤0.60%和S含量为0.015~0.030%,同时调整Mn/S=20~40,并与轧制工艺配合能起到在发明中发挥相应的作用。
铬和镍:铬和镍是本发明钢的主体成分,Cr和Ni均能能显著提高强度、硬度和耐磨性。但过高的Cr元素能降低塑性和韧性,同时过高的Cr元素在渗碳层形成粗大的碳化物。Ni元素有利于提高零件心部的韧性和强度,同时减少渗碳层的氧化,防止出现微小的裂纹。经过实验研究和理论计算,Cr和Ni分别控制在1.80~1.90%和1.80~1.90%,同时Cr、Ni、Mo要相互配合成分发挥主要合金元素的作用。
铝和氮:铝和氮是本发明钢中重要的合金元素。铝是脱氧剂和细化晶粒元素,但试验表明,过多的Al往往会形成Al2O3类非金属夹杂物,这些难变形的非金属夹杂物往往会成为疲劳断裂源,影响喷油嘴阀体的抗冲击性能。本钢种中控制成品Al:0.010~0.025%的是显著的技术特征。铝元素作用的发挥与氮密不可分,铝与氮形成AlN、铌与氮形成NbCN等细化晶粒元素在晶界析出获得7~8级的晶粒尺寸,经过实验研究氮含量控制在0.013~0.018%,铝含量控制在0.010~0.025%,同时控制Al/N=1.1~1.4。
铜:铜元素一般作为有害元素控制,因为铜的缺点是在热加工时容易产生热脆,特别是铜含量超过0.5%塑性显著降低。由于冶炼方式的不同,电弧炉冶炼(原料以废钢为主)往往铜含量在0.10~0.20%无需特殊控制,而转炉冶炼(原料以高炉铁水为主)铜含量一般小于0.05%需要额外添加铜合金。本发明钢中添加0.10~0.25%与Ni元素配合,能提高强度和韧性和腐蚀性能。经过实验室多轮次的实验表明,0.10~0.25%的铜能有效提高喷油嘴在燃油喷射的工作环境下的腐蚀性能。
此外,磷、铅、锑、铋、氧是钢中的杂质元素,在技术条件允许情况下应尽可能降低其含量,通过研究获得,磷≤0.015%,Pb≤0.002%,As≤0.04%,Sn≤0.005%,Sb≤0.004%,Ca≤0.0010%。
上述耐热合金渗碳钢的具体制备方法如下:
第一步,冶炼:电弧炉(或转炉)冶炼-钢包精炼-连铸浇注:
在20~250吨的电弧炉(或转炉)中进行钢液初炼;相应吨位的钢包精炼;连铸浇注;生产出化学成分符合规定的一定尺寸的钢坯。
①初冶炼:初炼炉采用电弧炉或转炉。初炼炉出钢钢水达到:[P]≤0.025%,[C]≥0.05%,T≥1620℃开始出钢。出钢1/3时加入铬铁、铝铁,初炼炉为转炉时,出钢添加Cu合金控制Cu到0.10-0.20%。
②钢包精炼炉:
钢包精炼采用石灰+萤石+合成渣,通电3min后分三批加入,采用碳粉和碳化硅搅拌均匀后进行渣面扩散脱氧,渣变为黄白色并保持5~10min,真空脱气前喂氮化铬丝(调整氮含量130-180ppm),喂铝丝补铝至0.015~0.030%(根据真空的装备不同,会有不同的Al损量)。进真空脱气前,喂硫线配至S含量为0.015~0.030%(以每百米硫线增加0.011%S为计算值)。进真空脱气前温度根据钢种情况加热到合适值,必须保证真空过程降温、软吹氩过程降温量及连铸过程降温,真空后不再重复加热。真空脱气,在≤0.26Kpa下保持≥10min,真空处理总时间≥25min。
③浇注:浇注模注钢锭,单只钢锭以2.3~3.7吨为宜。
第二步:热加工:锻造开坯、轧制棒材和球化退火;
①锻造开坯:加热前检查钢锭表面翻皮、裂纹等缺陷,不允许有高度和深度超过5mm的夹杂、冷溅、凹坑、凸块、结疤、皱纹等缺陷;加热炉在450~600℃温度待料,钢锭装炉后保温100-150min,以≤2℃/min的升温速度升至700~760℃保温100~160min,以≤1.9℃/min的升温速度升至1200~1220℃保温900~1100min。压把,钢锭镦粗前的钳把尺寸应与镦粗漏盘孔径相匹配,并保证钳把不偏心。开锻温度1100-1180℃。为避免镦粗过程中产生钳压把铆镦现象,镦粗前钳把压出长度应比漏盘高度短150~200mm为宜。切除钢锭冒口端,钢锭尾部切除≥2%,终锻温度850-880℃。
②轧制棒材:将锻造的方坯加热至1160~1200℃并保持加热时间80分钟~120分钟,方坯料阴阳面温差≤40℃钢坯出炉,使锻坯加热均匀并再将方钢坯热加工轧制至成品棒材或线材,棒材和线材退火;终轧温度760~810℃,轧后及时缓冷或退火。
③球化退火:400~500℃进炉保温40min~60min,以30~50℃/h升温到680~700℃保温4小时,随炉冷却至550~450℃出炉
碳化物控制关键技术:首先,把钢锭以一定的升温速度加热到高于Acm温度、充分奥氏体化,即在1200~1220℃保温900~1100min。锻造之目的除了保证最终尺寸以外更重要的是使细化碳化物。
第三步:冷加工:棒材拉拔成表面光亮棒材。
棒材或线材经拉拔机组冷拔至相应规格尺寸,表面精度达到H11级。
本发明的各实施例见表1:
表1实施例钢棒的化学成分,wt%
实施例 C Si Mn Cr Ni Cu S Al N Nb O H Ti Pb As Sn Sb Ca Mn/S Al/N
1 0.22 0.15 0.6 1.8 1.9 0.24 0.015 0.015 0.013 0.02 0.0008 0.0001 0.0012 0.0002 0.004 0.002 0.001 0.0006 40.00 1.15
2 0.19 0.14 0.5 1.88 1.87 0.18 0.025 0.014 0.018 0.035 0.0010 0.0001 0.0014 0.0002 0.0004 0.002 0.001 0.0006 22.00 0.78
3 0.18 0.15 0.3 1.89 1.82 0.16 0.015 0.011 0.016 0.022 0.0011 0.0001 0.0011 0.0002 0.004 0.002 0.001 0.0006 20.00 0.69
4 0.19 0.1 0.58 1.9 1.83 0.22 0.025 0.01 0.015 0.024 0.0010 0.0001 0.0012 0.0002 0.004 0.002 0.001 0.0006. 23.20 0.67
4 0.17 0.09 0.46 1.84 1.8 0.25 0.02 0.012 0.017 0.014 0.0012 0.0001 0.0015 0.0002 0.004 0.002 0.001 0.0006 23.00 0.71
6 0.2 0.1 0.51 1.87 1.88 0.12 0.025 0.025 0.018 0.038 0.0010 0.0001 0.0010 0.0002 0.004 0.002 0.001 0.0006 20.40 1.39
7 0.1 0.11 0.48 1.89 1.9 0.1 0.015 0.018 0.018 0.03 0.0009 0.0001 0.0013 0.0002 0.004 0.002 0.001 0.0006 32.00 1.00
表2为表1中各实施例的各项性能指标:
表2
备注:
①力学性能的处理工艺为:840℃~870℃油淬+170℃~210℃回火;
②交货硬度:钢材经球化退火处理(球化处理工艺:400~500℃进炉保温40min~60min,以30~50℃/h升温到680~700℃保温4小时,随炉冷却至550~450℃出炉)测试交货硬度;
③奥氏体晶粒度,热处理工艺:830~860℃保温45min~60min,油冷。
本发明生产的合金渗碳钢棒材经某制造企业加工成针阀体偶件、凸轮轴、活塞等零件后,经实际考验能耐300-500℃工作温度,而且使用寿命长。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (8)

1.一种耐热合金渗碳钢,其特征在于,以重量百分比计包含:
碳:0.16~0.22%;
硅:≤0.15%;
锰:≤0.60%;
铜:0.10~0.25%;
铬:1.80~1.90%;
镍:1.80~1.90%;
钼:0.50~1.10%;
硫:0.015~0.030%;
磷:≤0.015%;
铝:0.010~0.025%;
氮:0.013~0.018%;
铌:0.020-0.040%;
氢:≤0.00015%;
氧:≤0.0012%;
余为Fe及杂质元素;
且,Mn/S=20~40,Al/N=0.65~1.4。
2.如权利要求1所述的耐热合金渗碳钢,其特征在于:所述的杂质元素中:Pb≤0.002%,As≤0.04%,Sn≤0.005%,Sb≤0.004%,Ca≤0.0010%。
3.如权利要求1或2所述的耐热合金渗碳钢的制备方法,其特征在于,包括:
冶炼步骤:依次为初冶炼、钢包精炼、连铸浇注;
热加工步骤:依次为锻造开坯、轧制棒材、球化退火;
冷加工步骤:将棒材拉拔成表面光亮棒材。
4.如权利要求3所述的耐热合金渗碳钢的制备方法,其特征在于:所述的初冶炼采用电弧炉或转炉,当温度≥1620℃开始出钢,出钢钢水达到P≤0.025%,C≥0.05%,出钢1/3时加入铬铁、铝铁,且当采用转炉时,出钢时添加Cu合金以控制Cu到0.10-0.20%。
5.如权利要求3所述的耐热合金渗碳钢的制备方法,其特征在于:所述的钢包精炼采用石灰、萤石和合成渣,通电3min后分三批加入,采用碳粉和碳化硅搅拌均匀后进行渣面扩散脱氧,渣变为黄白色并保持5~10min,真空脱气前喂氮化铬丝,以调整氮含量至130-180ppm,喂铝丝补铝至0.015~0.030%;进真空脱气前,喂硫线配至S含量为0.015~0.030%;真空脱气在≤0.26Kpa下保持≥10min,真空脱气处理总时间≥25min。
6.如权利要求3中的耐热合金渗碳钢的制备方法,其特征在于:所述的锻造开坯采用加热炉在450~600℃温度待料,钢锭装炉后保温100~150min,以≤2℃/min的升温速度升至700~760℃保温100~160min,以≤1.9℃/min的升温速度升至1200~1220℃保温900~1100min;开锻温度为1100~1180℃;终锻温度为850~880℃。
7.如权利要求3中的耐热合金渗碳钢的制备方法,其特征在于:所述的轧制棒材为将锻造后的方坯加热至1160~1200℃并保持加热时间80~120分钟,方坯料阴阳面温差≤40℃钢坯出炉,使锻坯加热均匀并再将方钢坯热加工轧制至成品棒材或线材,终轧温度为760~810℃,轧后缓冷或退火。
8.如权利要求3中的耐热合金渗碳钢的制备方法,其特征在于:所述的球化退火为在400~500℃进炉保温40min~60min,以30~50℃/h升温到680~700℃保温4小时,随炉冷却至550~450℃出炉。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110218949A (zh) * 2019-07-12 2019-09-10 东北大学 利用微合金化提高渗碳温度的方法和低碳钢的表面渗碳方法
CN113667890A (zh) * 2021-07-21 2021-11-19 江苏联峰能源装备有限公司 一种低硅微合金化高温渗碳齿轮钢及其制备方法
CN113667900A (zh) * 2021-09-03 2021-11-19 江苏永钢集团有限公司 一种高淬透性渗碳钢、制造方法及应用
US11220733B1 (en) 2020-08-31 2022-01-11 University Of Science And Technology Beijing Low carbon martensitic high temperature strength steel and preparation method thereof
CN114540701A (zh) * 2020-11-26 2022-05-27 现代自动车株式会社 用于齿条的碳钢及其制造方法
CN114807745A (zh) * 2022-03-21 2022-07-29 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种汽车活塞销用钢及其制造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002194484A (ja) * 2000-10-02 2002-07-10 Sumitomo Metals (Kokura) Ltd 機械構造用鋼材
CN102653843A (zh) * 2012-05-24 2012-09-05 宝山钢铁股份有限公司 一种渗碳轴承钢
CN104053808A (zh) * 2012-01-26 2014-09-17 新日铁住金株式会社 热处理应变小的表面硬化钢材
CN106048139A (zh) * 2016-07-11 2016-10-26 宝钢特钢有限公司 18CrNiMo7‑6钢的吹氮合金化方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002194484A (ja) * 2000-10-02 2002-07-10 Sumitomo Metals (Kokura) Ltd 機械構造用鋼材
CN104053808A (zh) * 2012-01-26 2014-09-17 新日铁住金株式会社 热处理应变小的表面硬化钢材
CN102653843A (zh) * 2012-05-24 2012-09-05 宝山钢铁股份有限公司 一种渗碳轴承钢
CN106048139A (zh) * 2016-07-11 2016-10-26 宝钢特钢有限公司 18CrNiMo7‑6钢的吹氮合金化方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110218949A (zh) * 2019-07-12 2019-09-10 东北大学 利用微合金化提高渗碳温度的方法和低碳钢的表面渗碳方法
US11220733B1 (en) 2020-08-31 2022-01-11 University Of Science And Technology Beijing Low carbon martensitic high temperature strength steel and preparation method thereof
WO2022041207A1 (zh) * 2020-08-31 2022-03-03 北京科技大学 一种高温高强低碳马氏体热强钢及其制备方法
CN114540701A (zh) * 2020-11-26 2022-05-27 现代自动车株式会社 用于齿条的碳钢及其制造方法
CN113667890A (zh) * 2021-07-21 2021-11-19 江苏联峰能源装备有限公司 一种低硅微合金化高温渗碳齿轮钢及其制备方法
CN113667900A (zh) * 2021-09-03 2021-11-19 江苏永钢集团有限公司 一种高淬透性渗碳钢、制造方法及应用
CN114807745A (zh) * 2022-03-21 2022-07-29 江阴兴澄特种钢铁有限公司 一种汽车活塞销用钢及其制造方法

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