CN113684354A - 一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，包括钢锭加热、钢锭锻压及锻件热处理三个步骤，相比于现有技术中钢锭加热及锻压的工艺参数设置不当，使得材料内部容易形成带状组织，影响钢材的力学性能的问题，本发明通过对合金结构钢17CrNiMo6钢锭加热参数和锻压工艺参数进行优化以消除或削弱带状组织，提升材料力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及合金材料热处理技术领域，具体涉及一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法。
背景技术
合金结构钢17CrNiMo6具有较高的硬度和耐磨性，机械性能较好，广泛应用于各类工业零件中。现有技术中，合金结构钢17CrNiMo6锻件生产需经过以下工艺流程：钢锭在加热炉内随炉升温到850℃并在此保温，保温时间为
以≤100℃/小时速度继续升温到1200℃并在此保温，保温时间为
(
为钢锭有效直径)，热钢锭经过三镦三拔再制成锻件(锻造过程中锻件的送进量、压下量和拔长比等参数未经严格控制)，随后等温正火及退火。在生产过程中材料内部容易形成带状组织。主要原因是：钢锭加热及保温时，钢锭材料在液态金属结晶凝固过程中，固相中的扩散不能充分进行，析出的溶质不断在凝固前沿的母相中富集，形成很高的溶质偏析层，最后形成铁素体与珠光体交错成层分布的带状组织；三镦三拔工艺热锻压过程中，锻压工艺参数随机波动，未经严格控制，也会影响材料形成带状组织。带状组织使钢材的力学性能产生各向异性，即沿着带状纵向的强度高、韧性好，横向的强度低、韧性差。需要对钢锭加热参数和锻压工艺参数进行优化以消除或削弱带状组织。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对现有技术中钢锭加热及锻压的工艺参数设置不当，使得材料内部容易形成带状组织，影响钢材的力学性能的问题，提供一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：钢锭加热，将17CrNiMo6钢锭置于可控温加热设备中，升温到840℃～860℃并保温，保温时间为
再以≤100℃/小时的速度继续升温到1230℃～1280℃并保温，保温时间为
其中
为钢锭有效直径，单位mm；
S2：钢锭锻压，将步骤S1中所得钢锭按照如下锻压参数：送进量为砧宽70％～90％，压下量20％～25％，每火次单向拔长比≤3，经锻压设备三镦三拔制成锻件；
S3：锻件热处理，将步骤S2中所得锻件置于可控温加热设备，先910℃～950℃正火，再620℃～680℃回火。
采用前述技术方案的本发明，通过提高钢锭的加热温度和延长保温时间，使其高浓度处的部分原子具有足够高的能量挣脱金属原子之束缚力，跨越能垒实现原子跃迁，大量原子从高浓度向低浓度处迁移，各处达到平衡状态，带状组织即可消除或削弱；通过设置较优的锻压工艺参数，使钢锭内应力应变分布比较合理，内部空穴、疏松结构将被有效地锻合压实，得到致密的组织结构，非金属夹杂物单向拉长受到限制，有效避免带状组织再次出现，相比于现有技术中钢锭加热及锻压的工艺参数设置不当，使得材料内部容易形成带状组织，影响钢材的力学性能的问题，本发明可有效消除或削弱带状组织，提升材料力学性能。
进一步的，所述步骤S1中第一次保温温度为850℃，保温时间为
设置该参数对于钢锭加热效果较优。
进一步的，所述步骤S1中第二次保温温度为1255℃，保温时间为
设置该参数对于改善材料带状组织效果较优。
进一步的，所述步骤S2中钢锭的送进量为砧宽70％，压下量25％，设置该参数对于改善材料带状组织效果较优。
进一步的，所述步骤S3中的正火温度为930℃，回火温度为650℃，设置该参数对于钢锭的热处理效果较优。
进一步的，所述步骤S1和S3中的所述可控温加热设备为可控温天然气加热炉，设备常见，易于获得。
进一步的，所述步骤S2中所述锻压设备为油压机，设备常见，易于获得。
本发明的有益效果为：本发明通过对合金结构钢17CrNiMo6钢锭加热参数和锻压工艺参数进行优化以消除或削弱带状组织，提升材料力学性能。
附图说明：
图1为本发明制得锻件的金相图；
图2为现有技术制得锻件的金相图；
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，包括步骤S1钢锭加热、步骤S2钢锭锻压、步骤S3钢锭热处理。
S1：钢锭加热，将17CrNiMo6钢锭置于可控温天然气加热炉中，升温到840℃～860℃并保温，保温时间为
再以≤100℃/小时的速度继续升温到1230℃～1280℃并保温，保温时间为
其中
为钢锭有效直径，单位mm；
S2：钢锭锻压，将步骤S1中所得钢锭按照如下锻压参数：送进量为砧宽70％～90％，压下量20％～25％，每火次单向拔长比≤3，经油压机按照三镦三拔工艺制成锻件；
S3：锻件热处理，将步骤S2中所得锻件置于可控温加热设备，先910℃～950℃正火，再620℃～680℃回火。
步骤S1和S3中的可控温加热设备为可控温天然气加热炉，步骤S2中锻压设备为油压机。
在本发明的一个实施例中，本发明按照以下工艺参数实施：
S1：钢锭加热，将17CrNiMo6钢锭置于可控温天然气加热炉中，升温到850℃并保温，保温时间为
再以≤100℃/小时的速度继续升温到1255℃并保温，保温时间为
其中
为钢锭有效直径，单位mm；
S2：钢锭锻压，将步骤S1中所得钢锭按照如下锻压参数：送进量为砧宽70％，压下量25％，每火次单向拔长比≤3，经油压机按照三镦三拔工艺制成锻件；
S3：锻件热处理，将步骤S2中所得锻件置于可控温加热设备，先930℃正火，再650℃回火。
经以上步骤得到锻件金相图如图1所示，无带状组织。
现有技术按照以下工艺参数实施：
S1：钢锭加热，将17CrNiMo6钢锭置于可控温天然气加热炉中，升温到850℃并保温，保温时间为
再以≤100℃/小时的速度继续升温到1200℃并保温，保温时间为
其中
为钢锭有效直径，单位mm；
S2：钢锭锻压，将步骤S1中所得钢锭经油压机按照三镦三拔工艺制成锻件，锻压参数未经严格控制；
S3：锻件热处理，将步骤S2中所得锻件置于可控温加热设备，先930℃正火，再650℃回火。
经以上步骤得到锻件金相图如图2所示，有明显带状组织。
经对比图1和图2可见，本发明通过对合金结构钢17CrNiMo6钢锭加热参数和锻压工艺参数进行优化消除或削弱了带状组织。
采用前述技术方案的本发明，通过提高钢锭的加热温度和延长保温时间，使其高浓度处的部分原子具有足够高的能量挣脱金属原子之束缚力，跨越能垒实现原子跃迁，大量原子从高浓度向低浓度处迁移，各处达到平衡状态，带状组织即可消除或削弱；通过设置较优的锻压工艺参数，使钢锭内应力应变分布比较合理，内部空穴、疏松结构将被有效地锻合压实，得到致密的组织结构，非金属夹杂物单向拉长受到限制，有效避免带状组织再次出现，相比于现有技术中钢锭加热及锻压的工艺参数设置不当，使得材料内部容易形成带状组织，影响钢材的力学性能的问题，本发明可有效消除或削弱带状组织，提升材料力学性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：钢锭加热，将17CrNiMo6钢锭置于可控温加热设备中，升温到840℃～860℃并保温，保温时间为
再以≤100℃/小时的速度继续升温到1230℃～1280℃并保温，保温时间为
其中
为钢锭有效直径，单位mm；
S2：钢锭锻压，将步骤S1中所得钢锭按照如下锻压参数：送进量为砧宽70％～90％，压下量20％～25％，每火次单向拔长比≤3，经锻压设备三镦三拔制成锻件；
S3：锻件热处理，将步骤S2中所得锻件置于可控温加热设备，先910℃～950℃正火，再620℃～680℃回火。
2.根据权利要求1所述的用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，所述步骤S1中第一次保温温度为850℃，保温时间为
3.根据权利要求1所述的用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，所述步骤S1中第二次保温温度为1255℃，保温时间为
4.根据权利要求1所述的用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，所述步骤S2中钢锭的送进量为砧宽70％，压下量25％。
5.根据权利要求1所述的用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，所述步骤S3中的正火温度为930℃，回火温度为650℃。
6.根据权利要求1所述的用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，所述步骤S1和S3中的所述可控温加热设备为可控温天然气加热炉。
7.根据权利要求1所述的用于改善合金结构钢17CrNiMo6锻件带状组织的方法，其特征在于，所述步骤S2中所述锻压设备为油压机。
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