CN111705187A - 一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法 - Google Patents

一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111705187A
CN111705187A CN202010624697.5A CN202010624697A CN111705187A CN 111705187 A CN111705187 A CN 111705187A CN 202010624697 A CN202010624697 A CN 202010624697A CN 111705187 A CN111705187 A CN 111705187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blank
cooling
workpiece
quenching
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010624697.5A
Other languages
English (en)
Inventor
陈昌华
孔德贵
张思瑞
张洪
陈海山
刘晓磊
哈曜
陈新华
施虹屹
龚洋道
陈洁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Develop Advanced Manufacturing Co ltd
Original Assignee
Nanjing Develop Advanced Manufacturing Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Develop Advanced Manufacturing Co ltd filed Critical Nanjing Develop Advanced Manufacturing Co ltd
Priority to CN202010624697.5A priority Critical patent/CN111705187A/zh
Publication of CN111705187A publication Critical patent/CN111705187A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/002—Hybrid process, e.g. forging following casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08—Upsetting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/10—Piercing billets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，先选取坯料，放入炉中加热；再对坯料进行镦粗、冲孔和扩孔；接着对坯料进行修整；然后对坯料使用灰砂冷方式进行冷却，接下去锻造加工成型，最后对成型工件进行调质热处理，期间，淬火使得工件温度下降后，将工件提出淬火液进行空冷后再继续入液冷却。本发明通过在调制过程中减缓了冷却速度，降低了马氏体转变区的冷却速度，从而避免了穿晶扩展，减少马氏体转变的组织应力，避免热处理脆裂，减少应力裂纹。

Description

一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法
技术领域
本发明涉及一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，属于工件锻造技术领域。
背景技术
180方4340坯料经1t锻锤锻造成耐磨板环坯，环坯经粗加工后进行最终调质热处理，调质热处理后发现数量较多的环件表面有裂纹。生产厂家为了查明缺陷原因，对其中一件环件进行了剖解取样检测。
4340环件经调质热处理后发现多数环件端面有环形裂纹，结合裂纹宏观形貌特征分析、所取金相试样检验及扫描电镜分析结果，裂纹起源于环件端面，属于应力裂纹；
金相检验试样的显微组织为均匀细小的回火索氏体，就组织而言，环件的锻造和热处理加热工艺应属正常。裂纹扩展方式为穿晶扩展且尾部尖锐，裂纹不脱碳，表明裂纹是在热处理淬火与回火之间的期间形成的。因此，裂纹属于淬火应力引起的开裂失效模式。
因此，需要一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，其具体技术方案如下：
步骤一、选取坯料，放入炉中加热：设定温度为1250±10℃，设定加热速度为200℃/时，炉内温度到达1250±10℃时，保温1.4～1.6h；
步骤二、对坯料进行镦粗、冲孔和扩孔：坯料镦粗始锻温度控制在1100～1150℃，采用对冲的方法对墩粗后的圆钢锭进行冲孔，下冲头的冲孔高度控制在80～150mm。
步骤三、对坯料进行修整；
步骤四、对坯料使用灰砂冷方式进行冷却：入料温度为500±10℃，出料温度为150±10℃；
步骤五、锻造加工成型：采用自由锻方式锻造；
步骤六、对成型工件进行调质热处理：期间，淬火使得工件温度下降后，将工件提出淬火液进行空冷后再继续入液冷却。
进一步的，所述步骤一中，选取180方4340坯料，加入炉中加热至1250℃，均热18分钟后将坯料运出炉；
进一步的，所述步骤三中，所述修整包括锻比6.9和终段温度800℃。
进一步的，所述步骤六中，先将工件在工件表面温度冷却至250℃左右时，空冷20分钟后再继续入液冷却。
本发明的有益效果是：本发明通过在调质过程中减缓了冷却速度，降低了马氏体转变区的冷却速度，从而避免了穿晶扩展，减少马氏体转变的组织应力，避免热处理脆裂，减少应力裂纹。
附图说明
图1是本发明的流程图，
图2是现有技术的缺陷图；
图3是使用本方法之后的产品检测图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
经过前期检测和分析，发现：
1)裂纹起源于环件端面，裂纹形貌刚直，其尾部尖细，属于应力引起的开裂失效模式；
2)裂纹内及其周围没有发现非金属夹杂物和脱碳，表明裂纹是在淬火与回火之间的期间形成的；
3)试样样品发现B类粗系夹杂级别为2.5级且超宽，不符合材料标准要求。但金相检验裂纹内没有发现此夹杂，即夹杂不是引起裂纹的原因。基于以上分析，本发明针对热处理危险截面尺寸的工件，在热处理淬火方法上应采取相应措施，尽量减小马氏体转变的组织应力，避免热处理淬裂。
因此，本种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，包括
步骤一：选取180方4340坯料，加入炉中加热至1250℃，均热18分钟后将坯料运出炉；
步骤二：对坯料进行镦粗、冲孔和扩孔；坯料镦粗始锻温度控制在1100～1150℃，采用对冲的方法对墩粗后的圆钢锭进行冲孔，下冲头的冲孔高度控制在80～150mm。
步骤三：对坯料进行修整；锻比为6.9和终段温度为800℃。
步骤四：对坯料使用灰砂冷方式进行冷却；入料温度为500±10℃，出料温度为150±10℃。
步骤五：锻造加工成型；
步骤六：对成型工件进行调质热处理，首先将工件加热至900℃，保温60分钟，随后使用暖风机开至70度，鼓风，进行降温至200度；再次加热至850℃保温60分钟，使用F2000淬火，淬火时，在工件表面温度冷却至250℃左右时，空冷20分钟后再继续入液冷却。最后升温至540℃，保温120分钟，空冷至室温。
得到如图3的环形工件，其表面没有明显裂缝，经过图像放大处理，已经克服了现有技术中造成的应力裂缝。
本发明通过在调制过程中减缓了冷却速度，降低了马氏体转变区的冷却速度，从而避免了穿晶扩展，减少马氏体转变的组织应力，避免热处理脆裂，减少应力裂纹。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (4)

1.一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，其特征在于：包括
步骤一、选取坯料，放入炉中加热；
步骤二、对坯料进行镦粗、冲孔和扩孔；
步骤三、对坯料进行修整；
步骤四、对坯料使用灰砂冷方式进行冷却：
步骤五、锻造加工成型；
步骤六、对成型工件进行调质热处理：期间，淬火使得工件温度下降后，将工件提出淬火液进行空冷后再继续入液冷却。
2.根据权利要求1所述的减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，其特征在于：所述步骤一中，选取180方4340坯料，加入炉中加热至1250℃，均热18分钟后将坯料运出炉。
3.根据权利要求1所述的减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，其特征在于：所述步骤三中，所述修整包括锻比6.9和终段温度800℃。
4.根据权利要求1所述的减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法，其特征在于：所述步骤六中，在，在工件表面温度冷却至250℃左右时，空冷20分钟后再继续入液冷却。
CN202010624697.5A 2020-07-02 2020-07-02 一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法 Pending CN111705187A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010624697.5A CN111705187A (zh) 2020-07-02 2020-07-02 一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010624697.5A CN111705187A (zh) 2020-07-02 2020-07-02 一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111705187A true CN111705187A (zh) 2020-09-25

Family

ID=72544780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010624697.5A Pending CN111705187A (zh) 2020-07-02 2020-07-02 一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111705187A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58141331A (ja) * 1982-02-15 1983-08-22 Daido Steel Co Ltd 鍛造製品の熱処理法
US5516376A (en) * 1993-05-26 1996-05-14 Nissan Motor Co., Ltd. Method of, and apparatus for manufacturing a gear with a central through hole
CN102719627A (zh) * 2012-07-04 2012-10-10 中原特钢股份有限公司 一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法
CN102925657A (zh) * 2012-11-06 2013-02-13 武汉理工大学 一种中碳合金钢轴承环件轧制形变淬火复合强化方法
CN103350167A (zh) * 2013-06-30 2013-10-16 贵州安大航空锻造有限责任公司 4340h钢e型环锻件的轧制成形方法
CN104942535A (zh) * 2015-04-30 2015-09-30 南阳二机石油装备(集团)有限公司 一种极地钻机用水龙头壳体的制造工艺
CN110090914A (zh) * 2019-04-23 2019-08-06 上海新闵（东台）重型锻造有限公司 反应堆压力容器筒体法兰接管段整体锻造成型方法
CN110653328A (zh) * 2019-06-03 2020-01-07 遵义航天新力精密铸锻有限公司 一种内吊耳异形罩的加工工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58141331A (ja) * 1982-02-15 1983-08-22 Daido Steel Co Ltd 鍛造製品の熱処理法
US5516376A (en) * 1993-05-26 1996-05-14 Nissan Motor Co., Ltd. Method of, and apparatus for manufacturing a gear with a central through hole
CN102719627A (zh) * 2012-07-04 2012-10-10 中原特钢股份有限公司 一种高铬马氏体不锈钢的热处理方法
CN102925657A (zh) * 2012-11-06 2013-02-13 武汉理工大学 一种中碳合金钢轴承环件轧制形变淬火复合强化方法
CN103350167A (zh) * 2013-06-30 2013-10-16 贵州安大航空锻造有限责任公司 4340h钢e型环锻件的轧制成形方法
CN104942535A (zh) * 2015-04-30 2015-09-30 南阳二机石油装备(集团)有限公司 一种极地钻机用水龙头壳体的制造工艺
CN110090914A (zh) * 2019-04-23 2019-08-06 上海新闵（东台）重型锻造有限公司 反应堆压力容器筒体法兰接管段整体锻造成型方法
CN110653328A (zh) * 2019-06-03 2020-01-07 遵义航天新力精密铸锻有限公司 一种内吊耳异形罩的加工工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
蒲永峰: "《汽车工程材料》", 30 September 2007, 重庆大学出版社 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104907470A (zh) 13Cr9Mo2Co1NiVNbNB钢锻件的制造方法
CN112662846A (zh) 20CrMnMo开式齿轮及其检测方法和减少其坯锻件裂纹的热处理方法
CN114410893B (zh) 一种退火态热作模具钢的超细晶化组织热处理工艺
CN105401091A (zh) 一种42CrMo轴类零件及其热处理工艺
CN114293102B (zh) 一种17CrNiMo6锻件的制造方法
CN113293277B (zh) 一种含钒高氮圆钢的表面质量控制方法
CN111286588A (zh) 消除大中型盘形锻件用23CrNiMoV钢混晶组织的方法
CN112536406B (zh) 一种避免表面开裂的锻造拔长方法
CN107058704A (zh) 一种消除4Cr13不锈钢环轧件退火态网碳的工艺方法
CN111705187A (zh) 一种减少4340钢制环件的应力裂纹的制造方法
KR20010039718A (ko) 대형 구성요소 부품의 단조 방법
CN108396125A (zh) 一种渗碳钢制铁路轴承锻件晶粒细化的加工工艺
CN111172373A (zh) 一种低碳钢热处理工艺
CN103614521B (zh) 中碳钢材质大型柴油机输出轴调质工艺
CN114317900B (zh) 一种用于消除锻件偏析线的热处理工艺方法
CN110484830B (zh) 一种高氮型热作模具钢及其制备方法
CN112496216B (zh) 一种30Cr15MoN高氮马氏体不锈钢钢棒的锻造生产工艺
CN115255231A (zh) 一种4330v合金的锻造工艺
CN113059104A (zh) 一种冷作盾构钢锻材的锻造方法
CN108866298B (zh) 一种Cr12MoV钢的锻造热处理工艺
CN113930657B (zh) 一种提高410锻件力学性能的工艺方法
CN105256242A (zh) 一种海洋石油开采设备用锻件毛坯的制造方法
CN113088639B (zh) 一种冷碾扩轴承用轴承钢管检验品控方法
CN114231717B (zh) 一种马氏体不锈钢锻件锻造方法
RU2034048C1 (ru) Способ обработки высокопрочных коррозионностойких сталей

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200925

RJ01 Rejection of invention patent application after publication