CN1105784C - 高碳钢的软退火的方法 - Google Patents
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Abstract
一种高碳钢的软退火的方法，其特征在于：直接从热成型步骤中取出要软退火的工件，冷却到低于A1-20℃；把工件加热到A1+20℃或更高，随后在空气中快速地把工件冷到低于钢的A1温度，该步骤至少进行一次；把工件加热到A1+20℃或更高，冷却到约740℃，随后以3.5℃/分的冷却速度把工件冷却到约690℃或更低；最后把工件冷却到环境温度。
Description
本发明涉及高碳钢的软退火的方法。
软退火通常需12-48小时，并且是在炉中成批或连续地进行。然后在炉中的炉料加热到约800℃约需2-10小时，在该温度下保持约2小时，然后以约10℃/小时的速度迅速降到约790℃，然后降到约690℃。
上述程序是很费时的、成本高且易导致脱碳。
另外，由于炉中不同位置的不同状态，工件的结构相互之间有变化，在一个工件中结构也会有变化。对一批标钢SAE 52100的钢管进行试验表明，依据于各管放在炉中的位置不同，硬度在170-220HB之间变化。
这一批管退火时，一根钢管的长度上遭受不同的处理条件，导致热应力，在以后的硬化中造成较大的变形。
本发明的目的是提供一种能解决上述问题的对高碳钢工件进行软退火的方法。
更具体地，本发明的目的是缩短处理时间，且可以在线操作而得到很少量的脱碳。
本发明的另一目的是提供一种高碳钢的软退火的方法，其在表面不产生或只产生少量的珠光体，且在表面有较少的及较小的碳化物，且结构梯度较小。
本发明的另一目的是提供一种软退火的方法，能在线操作，并且其中工件暴露在同样的条件下，因此可得到一致的结构及一致的特点。
为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种高碳钢的软退火的方法，其特征在于：
直接从热成型步骤中取出要软退火的工件，冷却到低于A1-20℃；
把工件加热到A1+20℃或更高，随后在空气中快速地把工件冷到低于钢的A1温度，该步骤至少进行一次；
把工件加热到A1+20℃或更高，冷却到约740℃，随后以3.5℃/分或更低的冷却速度把工件冷却到约690℃；最后
把工件冷却到环境温度。
本方法总的需约1.5小时。工件直接从热成形步骤中取出，并分别在线转送到一个软退火炉中。退火炉可分成多个腔室，具有中间空间，其中进行空冷，可通过把水喷在工件上增强冷却。
本发明的方法是快速、连续的并可在线进行。
可消除通常的传送及后勤问题。
从环境温度到650℃的加热周期及在820℃加热2小时不需要了。
工件只有极少量的脱碳及很小的结构变化。
采用按照本发明的方法，每次只有小部分的碳化物溶解，使得在固溶体中只有少量的碳需扩散。
使用本发明的方法得到很重要的优点。通过把热成形的热量用在以后的退火阶段，而节约相当的能量。另外，在线生产系统使要求的加热炉容量减少几倍，使劳动强度减小。
按照本发明的一个实施例，加热炉包括多个部分与处理过程的加热与冷却的周期的数目相当，一个接着一个，中间有中间空间，其中进行空冷，也可以用喷水进行强制空冷，其中钢管的纵向与加热炉的纵向(也就是运动方向)垂直地传送，最好使用辊式支架把钢管滚过加热炉。这样可取消软退火后对钢管分开的进行校直的步骤。
下面参照附图更加详细地说明本发明，附图中：
图1示出是表明本发明的一个可能的软退火方法的温度时间曲线图。
高碳钢软退火方法很需要降低成本。但是，在软退火后钢的结构对以后的处理及打算的用途是相当重要的。已经有很多尝试在不同的方面发展软退火处理。
按照Sumitomo Metals Ind.的JP 04103715-A，高碳铬轴承钢进行球化处理；首先加热到780-820℃，以小于200℃/小时的速度冷到低于Ar1b点，再加热到Ac1b-(Ac1b+40)℃，以小于200℃/小时的速度冷到低于Ar1b点，加热到Ac1b-(Ac1b+40)℃，以低于75℃/小时的速度冷到低于Ar1b点。该专利主要涉及钢的结构，但是没有教导如何解决本说明书中前序部分所讨论的问题。
定义：
Al在加热时定义为当基体相转变为奥氏体时的温度。
A1在冷却时定义为奥氏体相转变为其它产品时的温度。
实例：
图1示出了一种较佳的软退火热处理周期。热轧SAE 52100钢的元件在炉中尽快地加热到高于A1+20℃的温度，在实施例中为820℃。在达到该温度后，元件被带到空气中，空冷到低于A1-20℃的温度，在实施例中为650℃。元件再加热到高于A1+20℃的温度(即810℃)，并带到空气中冷却。最后，元件加热到高于A1+20℃的温度(即800℃)。之后，传送到具有低温的炉中的温度区进行控制冷却。通过在炉中用风扇，使温度较快降到740℃。之后在20分钟内，从740℃冷却到690℃。
表I示出按照德国标准SEP 1520分类的结构和硬度。大多数材料的使用者接受这些数值。
表1
SEP 1520及硬度
| CG | PA | CN | 布氏硬度 |
| 2,1 | 3,0 | 4,0 | 199 |
Claims (1)
1.一种高碳钢的软退火的方法，其特征在于：
直接从热成型步骤中取出要软退火的工件，冷却到低于A1-20℃；
把工件加热到A1+20℃或更高，随后在空气中快速地把工件冷到低于钢的A1温度，该步骤至少进行一次；
把工件加热到A1+20℃或更高，冷却到约740℃，随后以3.5℃/分或更低的冷却速度把工件冷却到约690℃；最后
把工件冷却到环境温度。
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