CN113061712A - 一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法 - Google Patents

一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法 Download PDF

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Abstract

一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，本发明属于金属材料热处理技术领域，具体涉及一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法。本发明是要解决解决W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理过程中严重的混晶现象改善效果并不明显的问题。方法：W9Cr4V2Mo钢制轴承零件在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，退火工艺流程为：预热→完全奥氏体化→一次等温→不完全奥氏体化→二次等温→冷却。本发明用于消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶。

Description

一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法
技术领域
本发明属于金属材料热处理技术领域，具体涉及一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法。
背景技术
W9Cr4V2Mo是一种高温轴承钢，除在高温条件下可保持高硬度以外，还具备耐磨损、耐疲劳、抗氧化、耐腐蚀、抗冲击等特点。其中的钨元素，能形成碳化物又能部分固溶于钢中，溶于马氏体中的钨原子与碳原子有着强烈的结合力，使钢具有良好的抗回火稳定性，其最高使用温度可达450℃。
W9Cr4V2Mo钢由于合金元素含量较高，冶金过程中经常存在合金元素的偏析及碳化物分布不均现象。淬火加热时，由于碳化物对晶粒的钉扎作用，当碳化物数量较多，且位于晶界附近时，能够抑制晶粒的长大，而碳化物稀少的部位晶粒容易快速长大，当部分区域晶粒长大不受限制，很容易造成晶粒发生粗化，形成混晶组织。
该材质轴承零件在某段时期热处理过程中，混晶问题十分突出，且采用常规退火工艺处理后，混晶改善效果仍不理想，严重影响产品交付使用。
发明内容
本发明目的是为了解决W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理过程中严重的混晶现象改善效果并不明显的问题，而提供一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法。
本发明一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法具体是按以下步骤进行：
W9Cr4V2Mo钢制轴承零件在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，退火工艺流程为：预热→完全奥氏体化→一次等温→不完全奥氏体化→二次等温→冷却。
本发明的有益效果：
本发明优化混晶轴承零件的退火工艺，以消除热处理后形成的混晶组织；同时梳理钢材冶炼加工流程，确定造成钢制零件热处理混晶的根本原因，通过钢材加工工艺优化，从钢材本身解决混晶问题。对淬、回火后出现混晶的轴承零件，以及混晶零件同原材料炉号加工的车制零件(未经淬、回火)，该退火工艺均可有效消除混晶以及控制混晶的出现。轴承零件经该工艺处理后，混晶情况均得到有效改善。
附图说明
图1为W9Cr4V2Mo钢制轴承零件采用实施例一处理后重新淬火显微组织图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法具体是按以下步骤进行：
W9Cr4V2Mo钢制轴承零件在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，退火工艺流程为：预热→完全奥氏体化→一次等温→不完全奥氏体化→二次等温→冷却。
W9Cr4V2Mo钢的混晶组织是由于组织遗传或者成分偏析所致，所以阻断组织遗传并使其中的碳化物及合金元素分布进一步均匀化，即可以消除其混晶组织。所以如果在加热淬火后发现W9Cr4V2Mo钢中存在混晶组织，本实施方式采取高温短时球化退火的工艺方法便能够大大改善或基本消除其混晶组织。
严重混晶组织是由于钢厂为改善碳化物不均匀性在钢材加工过程中增加了高温扩散退火工艺，由于退火温度过高，碳化物溶解程度过大，导致淬火时碳化物对晶粒长大的抑制作用大幅降低，从而引起晶粒异常长大的严重混晶现象。原解决混晶的退火工艺主要是从等温退火的手段获得均匀分布的球状碳化物，以抑制晶粒长大。而本申请所采用方法的原理是：在原有退火工艺基础上，增加完全退火过程，零件加热至AC3温度以上，使组织完全奥氏体化后缓冷，可起到均匀组织、细化晶粒的作用，从而解决由于原材料加工中扩散退火温度过高导致的的粗大晶粒问题。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述退火设备为真空气淬炉。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：室温至预热阶段的升温速度为8℃/min，预热的温度为740～760℃，时间为2h。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：预热阶段至完全奥氏体化阶段的升温速度为3℃/min，所述完全奥氏体化的温度为950～970℃，时间为2h。其它与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：完全奥氏体化阶段至一次等温阶段的降温速度为1℃/min，所述一次等温的温度为730～750℃，时间为6～7h。其它与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：一次等温阶段至不完全奥氏体化阶段的升温速度为3℃/min，所述不完全奥氏体化的温度850～870℃，时间为6～7h。其它与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：不完全奥氏体化阶段至二次等温阶段的降温速度为1℃/min，所述二次等温的温度730～750℃，等温时间为6～7h。其它与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述冷却的方式为以0.5℃/min冷却至680℃，炉冷至500～550℃出炉空冷。其它与具体实施方式一至七之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法具体是按以下步骤进行：
W9Cr4V2Mo钢制轴承零件在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，退火工艺流程为：预热→完全奥氏体化→一次等温→不完全奥氏体化→二次等温→冷却。
采用本实施例方式处理的所示优化后退火工艺处理的轴承零件，经淬火后，显微组织正常，混晶有效得到消除。
从以上检测结果来看，本实施例是一种有效消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理后严重混晶的方法。
其轧制后进行1210℃，24h的高温扩散退火，该高温扩散退火工艺可以改善W9Cr4V2Mo钢的共晶碳化物，但也减弱碳化物对晶界的钉扎作用，淬火后个别晶粒尺寸异常长大，出现混晶现象。
针对该原因分析，将钢材轧制后的退火工艺调整制1140～1170℃，11～14h，试制两批钢材，并将对钢材取样进行淬、回火处理，未发现混晶现象。

Claims (8)

1.一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法具体是按以下步骤进行：
W9Cr4V2Mo钢制轴承零件在真空气淬炉中淬火出现混晶前需要进行退火处理，退火工艺流程为：预热→完全奥氏体化→一次等温→不完全奥氏体化→二次等温→冷却。
2.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于所述退火设备为真空气淬炉。
3.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于室温至预热阶段的升温速度为8℃/min，预热的温度为740～760℃，时间为2h。
4.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于预热阶段至完全奥氏体化阶段的升温速度为3℃/min，所述完全奥氏体化的温度为950～970℃，时间为2h。
5.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于完全奥氏体化阶段至一次等温阶段的降温速度为1℃/min，所述一次等温的温度为730～750℃，时间为6～7h。
6.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于一次等温阶段至不完全奥氏体化阶段的升温速度为3℃/min，所述不完全奥氏体化的温度850～870℃，时间为6～7h。
7.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于不完全奥氏体化阶段至二次等温阶段的降温速度为1℃/min，所述二次等温的温度730～750℃，等温时间为6～7h。
8.根据权利要求1所述的一种消除W9Cr4V2Mo钢制轴承零件热处理混晶的方法，其特征在于所述冷却的方式为以0.5℃/min冷却至680℃，炉冷至500～550℃出炉空冷。
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