CN111809022A - 一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法 - Google Patents

一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法，属于金属热处理技术领域。对ZG25CrNiMo铸造低合金钢先采用第1次940‑950℃保温2小时,空冷；进行第2次890‑900℃保温2小时高温正火，风冷；进行650‑670℃退火5‑6小时，炉冷到500℃，出炉空冷；再进行870‑880℃保温4小时，于18‑23℃水中淬火，小于100℃出水空冷；最后590‑620℃保温8h进行高温回火。本发明的有益效果是：两次高温正火+退火+调质工艺下试验钢的显微组织为索氏体+极少量先共析铁素体的混合组织；通过力学性能试验结果对比可知，ZG25CrNiMo铸造低合金钢的低温冲击性能最好。

Description

一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺 方法
技术领域
本发明涉及一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法，属于金属热处理技术领域。
背景技术
ZG25CrNiMo铸造低合金钢是美国石油钻采设备常用的一种低合金钢材质，国内讨论的较少。用户对该材质的性能要求极其严格，特别是低温冲击的要求。而该材质的热处理工艺用户要求也只是要求首先对该材质进行正火预处理，然后再调质。但在实际的热处理生产中，常常遇到按用户的热处理工艺执行了，而性能却常常达不到技术指标要求，特别是低温冲击指标常常不合格。经过大量分析来料的金相组织，预处理正火后的金相组织，以及调质后的金相组织，我们发现在金相显微组织中或多或少都含有铸态组织的遗传组织-位向分布针条状铁素体组织，其源头就是来料，说明从来料的预处理，调质处理，都没有完全消除铸态组织的遗传组织-位向分布针条状铁素体组织，最终导致性能的下降，低温冲击指标的不合格。通过分析和研究，我们认为，ZG25CrNiMo铸造低合金钢铸造后多为粗晶组织，组织的遗传性非常强，即粗晶的非平衡原始组织（魏氏组织以及位向分布的针条状铁素体等）在一般的加热条件下重新奥氏体化，继承和恢复了原始粗大晶粒的现象，最终进行热处理时将因组织遗传而保留一定量的原始的粗晶状态的组织，而使性能指标特别是低温冲击不合格。
本发明经过大量的实验和研究，最后确定了一种新工艺方法，解决了ZG25CrNiMo铸造低合金钢的低温冲击不合格的问题，提高了ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能。
发明内容
本发明提供了一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法，利用该方法解决了ZG25CrNiMo铸造低合金钢的低温冲击不合格的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法，对ZG25CrNiMo铸造低合金钢先采用第1次940-950℃保温2小时,空冷；进行第2次890-900℃保温2小时高温正火，风冷；进行650-670℃退火5-6小时，炉冷到500℃，出炉空冷；再进行870-880℃保温4小时，于18-23℃水中淬火，小于100℃出水空冷；最后590-620℃保温8h进行高温回火。
本发明的有益效果是：两次高温正火+退火+调质工艺下试验钢的显微组织为索氏体+极少量先共析铁素体的混合组织；通过力学性能试验结果对比可知，ZG25CrNiMo铸造低合金钢的低温冲击性能最好。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
试验钢为ZG25CrNiMo铸造低合金钢的附铸试块，标准符合GB/T3077-99的规定，化学成分如表1所示。将试验钢按照1、2、3号进行编号，分别进行以下试验。1号试样采用常规正火+调质，即首先将试验钢在880℃保温2小时正火预处理，然后再进行调质；2号试样先采用第1次950℃保温2小时高温正火，然后再进行第2次900℃保温2小时高温正火，最后再进行调质；3号试样先采用第1次940-950℃保温2小时,空冷；进行第2次890-900℃保温2小时高温正火，风冷；进行650-670℃退火5-6小时，炉冷到500℃，出炉空冷；再进行870-880℃保温4小时，于18-23℃水中淬火，小于100℃出水空冷；最后590-620℃保温8h进行高温回火。试验钢热处理工艺参数如表2所示。
表1 试验钢的化学成分（质量分数，%）
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表2 试验钢的热处理工艺参数
Figure 296459DEST_PATH_IMAGE002
对热处理后的试验钢检测力学性能：
试验钢的拉伸性能测试按照GB/T228.1-2010«金属材料拉伸试验 第1部分：室温试验方法»在拉伸试验机CSS-88300）上进行，低温冲击任性试验按照GB/T229-2007«金属材料夏比摆锤冲击试验发放»在摆锤冲击试验机（JB-300B）上完成，其中缺口类型为V型,深度尺寸为2mm。
实验结果：
试验钢1、2、3号的力学性能试验结果如表3所示。
表3 试验钢1、2、3号的力学性能试验结果
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表4 试验钢美国标准与制造商标准比较
Figure 151283DEST_PATH_IMAGE004
通过表3和表4可以看出，样号3综合性能最佳，尤其低温冲击性能最优，很好的满足了制造商对低温性能的要求。

Claims (1)

1.一种提高ZG25CrNiMo铸造低合金钢的力学性能的热处理工艺方法，其特征在于：对ZG25CrNiMo铸造低合金钢先采用第1次940-950℃保温2小时,空冷；进行第2次890-900℃保温2小时高温正火，风冷；进行650-670℃退火5-6小时，炉冷到500℃，出炉空冷；再进行870-880℃保温4小时，于18-23℃水中淬火，小于100℃出水空冷；最后590-620℃保温8h进行高温回火。
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