CN112195318A - 深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺 - Google Patents

深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112195318A
CN112195318A CN201911393443.0A CN201911393443A CN112195318A CN 112195318 A CN112195318 A CN 112195318A CN 201911393443 A CN201911393443 A CN 201911393443A CN 112195318 A CN112195318 A CN 112195318A
Authority
CN
China
Prior art keywords
casting
temperature
quenching
heat treatment
water
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
CN201911393443.0A
Other languages
English (en)
Inventor
陈江忠
沈晓良
俞强良
严一峰
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.)
Baoding Technology Co ltd
Original Assignee
Baoding Technology 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 Baoding Technology Co ltd filed Critical Baoding Technology Co ltd
Priority to CN201911393443.0A priority Critical patent/CN112195318A/zh
Publication of CN112195318A publication Critical patent/CN112195318A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/25Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • C21D1/28Normalising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D6/00Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/004Heat treatment of ferrous alloys containing Cr and Ni
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/0068Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below

Landscapes

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

Abstract

本发明涉及一种能够将凹圆细脖颈区域直接铸造成型的座架铸钢件的新型材料特种热处理工艺,铸件毛坯采用高温扩散退火处理,出炉空冷到400℃进行热割冒口;待铸件冷却到常温进行机加工和打磨,去除扩散铸件的表面氧化皮;机加工打磨结束采用正火预细化处理再进行调质热处理,使生产的深海船舶用座架铸钢件具有高屈服、低温高韧性的特点。

Description

深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺
技术领域
本发明涉及一种能够将凹圆细脖颈区域直接铸造成型的座架铸钢件的特种热处理工艺方法,使生产的深海船舶用座架铸钢件具有高屈服、低温高韧性的特点,属铸钢材料及铸造工艺领域。
背景技术
深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件是深海特种船舶以及深海探测设备的重要组成部分,是船舶的升降设备的重要部件,对深海作业的特种船舶的升降系统起着重要的作用。
深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件,因其在升降设备中的重要性,因此在设计上,要求座架铸钢件的屈服强度要到达520MPa级,抗拉强度不小于610MPa,伸长率不小于16%,端面收缩率不小于40%;同时要求-20℃的冲击吸收功值不低于65J,产品的不仅具有高的强度性能,同时具有较高的低温韧性要求。
根据产品的性能和使用要求,传统的设计为了满足高强度和低温高韧性的要求,需要采用中碳低合金钢调质热处理获得,设计采用了40CrNiMo等级合金钢钢坯进行锻造成型,然后通过性能热处理,最后机加工成型。
由于座架为凹圆细脖颈内孔结构的旋转体,且凹圆区域为斜面(见图1),而锻造毛坯无法将凹圆区域直接锻造成型,只能按最小内圆加放锻造工艺余量锻造成形毛坯(见图2),后续的轮廓机械加工成型的。锻造毛坯加工余量大,生产成本高,原材料利用率低,生产工序复杂。
发明内容
设计目的:避免背景技术中的不足之处,设计一种设计方案:为了实现上述设计目的。本发明的关键在于采用传统40CrNiMo材料无法满足铸件的高强度和低温高韧性性能要求以及传统的调质热处理工艺方案不利于获得铸件致密组织这两大问题,解决40CrNiMo材料无法满足铸件的高强度和低温高韧性性能要求的技术方案是:采用扩散退火进行铸件组织均匀化处理,并进行正火细化预处理和调质热处理的特种热处理工艺方法,不仅使铸件的性能更均匀,同时具有高的强度性能和低温高韧性的特点。
a.铸件毛坯扩散退火处理
按本发明铸造工艺方案进行铸件试制生产的座架铸钢件,铸件浇注成型保温完毕,清理铸件表面。在铸件清砂整理完毕,铸件连同浇冒口一起进炉进行完全退火处理,完全退火温度:大于1000℃,保温时间按最大壁厚3分钟/毫米进行计算。保温结束,出炉空冷到400℃进行浇冒口切割处理,浇冒口切割完毕,进炉利用余热缓冷。完全退火的目的一方面消除铸造应力,另一方面对铸坯组织进行组织均匀化处理。
b.铸件正火预处理+调质热处理
待铸件冷却到常温进行粗加工,铸件凹圆细脖颈区域打磨至金属光泽,其余部位按单边留不少于10mm余量进行机加工。这样既能保证座架铸钢件毛坯中空孔中心和外圆的同心度,又能保证精加工余量,从而在结构上保证了产品的尺寸要求。
粗加工打磨结束,进行正火预细化处理,铸件正火具体要求如下:
a.正火温度:920±30℃
b.保温时间:按最大壁厚3分钟/毫米进行计算
c.冷却方式:空冷
铸件正火的目的主要是对铸坯组织进行预细化处理,为下一步最终调质热处理奠定基础。
正火结束出炉空冷低于350℃进炉进行最终调质热处理,铸件调质热处理具体要求如下:
a.淬火温度:890±30℃
b.保温时间:按最大壁厚4分钟/毫米进行计算
c.淬火方式:水淬
. 回火温度:690±30℃
e.保温时间:按最大壁厚5分钟/毫米进行计算
f.回火冷却方式:水冷
水淬过程,铸件应该在水池中进行上下移动,水温控制在10-40℃,并保持水池中的水在水淬过程的水循环。
调质热处理结束,从铸件本体上取样进行化学成分分析和力学性能试验,图2、图3分别为该铸件经本体取样的实测化学成分和力学性能。
采用扩散退火进行铸件组织均匀化处理,并进行正火细化预处理和调质热处理的特种热处理工艺方法生产的铸件在力学性能上,不仅具有高的强度性能的特点,同时具有高延伸率和良好端面收缩的优点,在-20℃试验条件下具有高的冲击吸收功。
本发明与背景技术相比,避免背景技术中的不足之处,设计一种设计方案:为了实现上述设计目的。本发明的关键在于采用传统40CrNiMo材料无法满足铸件的高强度和低温高韧性性能要求以及传统的调质热处理工艺方案不利于获得铸件致密组织这两大问题,解决40CrNiMo材料无法满足铸件的高强度和低温高韧性性能要求的技术方案是:采用扩散退火进行铸件组织均匀化处理,并进行正火细化预处理和调质热处理的特种热处理工艺方法,不仅使铸件的性能更均匀,同时具有高的强度性能和低温高韧性的特点,因此具有极其可观的经济效益和发展前景。
附图说明
图1是座架产品示意图。
图2是铸件经本体取样实测的化学成分表。
图3是铸件经本体取样实测的力学性能表。
具体实施方式
实施例1:铸件毛坯扩散退火处理:在铸件清砂整理完毕,铸件连同浇冒口一起进炉进行完全退火处理,完全退火温度大于1000℃,保温时间按最大壁厚3分钟/毫米进行计算。保温结束,出炉空冷到400℃进行浇冒口切割处理,浇冒口切割完毕,进炉利用余热缓冷。
实施例2:铸件粗加工打磨结束,进行正火预细化处理:
a.正火温度:920±30℃
b.保温时间:按最大壁厚3分钟/毫米进行计算
c.冷却方式:空冷
实施例3:正火结束出炉空冷低于350℃进炉进行最终调质热处理:铸件调质热处理具体要求如下:
a.淬火温度:890±30℃
b.保温时间:按最大壁厚4分钟/毫米进行计算
c.淬火方式:水淬
. 回火温度:690±30℃
e.保温时间:按最大壁厚5分钟/毫米进行计算
f.回火冷却方式:水冷
水淬过程,铸件应该在水池中进行上下移动,水温控制在10-40℃,并保持水池中的水在水淬过程的水循环。
需要理解到的是:上述实施例虽然对本发明的设计思路作了比较详细的文字描述,但是这些文字描述,只是对本发明设计思路的简单文字描述,而不是对本发明设计思路的限制,任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改,均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件的特种热处理工艺,其特征是:
a.铸件毛坯扩散退火处理:
按新铸造工艺方案进行铸件试制生产的座架铸钢件,铸件浇注成型保温完毕,清理铸件表面;
在铸件清砂整理完毕,铸件连同浇冒口一起进炉进行完全退火处理,完全退火温度:大于1000℃,保温时间按最大壁厚3分钟/毫米进行计算,保温结束,出炉空冷到400℃进行浇冒口切割处理,浇冒口切割完毕,进炉利用余热缓冷;
b.铸件正火预处理+调质热处理:
待铸件冷却到常温进行粗加工,铸件凹圆细脖颈区域打磨至金属光泽,其余部位按单边留不少于10mm余量进行机加工;
粗加工打磨结束,进行正火预细化处理,铸件正火具体要求如下:
a.正火温度:920±30℃;
b.保温时间:按最大壁厚3分钟/毫米进行计算;
c.冷却方式:空冷;
正火热处理结束出炉空冷低于350℃进炉进行最终调质热处理,铸件调质热处理具体要求如下:
a.淬火温度:890±30℃;
b.保温时间:按最大壁厚4分钟/毫米进行计算;
c.淬火方式:水淬;
d. 回火温度:690±30℃;
e.保温时间:按最大壁厚5分钟/毫米进行计算;
f.回火冷却方式:水冷;
水淬过程,铸件应该在水池中进行上下移动,水温控制在10-40℃,并保持水池中的水在水淬过程的水循环。
CN201911393443.0A 2019-12-30 2019-12-30 深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺 Pending CN112195318A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911393443.0A CN112195318A (zh) 2019-12-30 2019-12-30 深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911393443.0A CN112195318A (zh) 2019-12-30 2019-12-30 深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112195318A true CN112195318A (zh) 2021-01-08

Family

ID=74004715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911393443.0A Pending CN112195318A (zh) 2019-12-30 2019-12-30 深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112195318A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117680940A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 北京市科学技术研究院 一种高硬度大直径薄壁半圆筒加工方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101074472A (zh) * 2006-05-18 2007-11-21 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种超高强度高韧性可焊接铸钢
CN104482180A (zh) * 2014-09-15 2015-04-01 宝鼎重工股份有限公司 自升式海洋平台升降齿轮箱用行星架铸件材料及制作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101074472A (zh) * 2006-05-18 2007-11-21 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种超高强度高韧性可焊接铸钢
CN104482180A (zh) * 2014-09-15 2015-04-01 宝鼎重工股份有限公司 自升式海洋平台升降齿轮箱用行星架铸件材料及制作方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117680940A (zh) * 2024-02-02 2024-03-12 北京市科学技术研究院 一种高硬度大直径薄壁半圆筒加工方法
CN117680940B (zh) * 2024-02-02 2024-04-30 北京市科学技术研究院 一种高硬度大直径薄壁半圆筒加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017206552A1 (zh) 核电蒸汽发生器壳体整体锻件及其锻造成型方法
CN106498248B (zh) 铝合金模锻件的制造方法
US11951530B2 (en) High-strength stainless steel rotor and method for preparing the same
CN110904312A (zh) 大型合金钢锻件的水冷淬火回火工艺
CN105583588A (zh) 一种用于圆锥滚子轴承内外圈的加工方法
CN110512061B (zh) 一种连铸坯直锻生产模具钢的工艺方法
CN109482794A (zh) 一种锁栓的锻造加工方法
CN109881086A (zh) 一种厚度300mm高强调质钢板Q550EZ35及其生产方法
CN108149154B (zh) 高压电机用高强度转子轴锻件及热处理加工方法
CN112195318A (zh) 深海船舶用高屈服、低温高韧性座架铸钢件热处理工艺
CN113604649B (zh) 42CrMo合金结构钢空心轴类锻件热处理方法及其制备的空心轴类锻件
CN110923522A (zh) 高性能宽幅铝合金板材板型成型方法
CN101716648A (zh) 轴承零件锻后智能控冷技术工艺及装备
CN110653328A (zh) 一种内吊耳异形罩的加工工艺
CN101905407A (zh) 连轧管机轧制用大直径芯棒生产工艺
CN104498692B (zh) 一种冷拔钢管芯模及其制备方法
CN112251572B (zh) 高性能风力发电机轴承保持架锻件的制作方法
CN111589874B (zh) 一种用环保方式制造的组合轧辊及其制造方法
CN102152069B (zh) 一种气阀钢型材生产方法
CN109971937B (zh) 高碳铬钢乘用车发动机凸轮片整体淬火工艺及其设备
CN114472782B (zh) 输出齿轮轴锻造工艺
CN107937829B (zh) 高压电机用高强度转子轴锻件及热处理方法
CN114029436B (zh) 高强韧性转子中心体的热加工工艺
CN111519053A (zh) 一种高性能宽幅铝合金板材板型成型方法
CN111471919A (zh) 一种改善奥氏体不锈钢锻件表面裂纹缺陷的加工工艺

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210108