CN113957354A - 避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法，锻造结束后在550～650℃炉内保温，升温至850～870℃保温，保温后以≤50℃/h炉冷至670～690℃，保温后按照≤30℃/h炉冷至350℃，再以≤15℃/h炉冷至150℃出炉；在670～690℃预热保温，全功率升温至940～960℃保温；在670～690℃保温，全功率升温至860～880℃保温，保温后出炉风冷；在670～690℃预热保温，全功率升温至850～870℃，保温出炉，入≤20℃淬火水槽进行冷却，在600～630℃高温回火，可有效降低过热及回火脆性敏感性，提高塑韧性，避免形成易发生晶粒遗传的贝氏体组织，有效消除晶粒大小不均匀现象，避免在细化后出现晶粒之间级差较大的混晶现象，更好的消除晶粒遗传。

Description

避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法
技术领域
本发明属于大型锻件热处理技术领域，特别涉及一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法。
背景技术
PCrNi3MoV钢是一种奥氏体晶粒遗传比较严重的钢种，锻件尺寸越大，遗传越严重，因晶粒遗传引起的稳定过热，会使材料的力学性能，尤其是塑韧性较差，同时过热后的粗大奥氏体晶粒，用一般的热处理工艺不易细化。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术汇总存在的不足而提供一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法，利用方法可以避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热，从而在调质后可以获得细小的晶粒及较好的塑韧性。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法，具体控制方法如下：
步骤1）、优化化学成分，重点将Si、Mn及Al含量往低控制；化学成分按照重量百分比具体控制范围如下：C=0.33～0.38%，Mn=0.20～0.35%，Si=0.10～0.20%，Cr=1.35～1.50%，Ni=3.25～3.45%，Mo=0.35～0.40%，V=0.15～0.25%，S≤0.004%，P≤0.006%，Al≤0.020%；
步骤2）、锻造终锻结束后，待锻件表面温度空冷至550～650℃入炉，在550～650℃炉内进行保温5～8h，升温至850～870℃，按照有效截面2-2.5h/100mm计算进行保温，保温结束后以≤50℃/h炉冷至670～690℃，按照有效截面8-10h/100mm计算进行保温，保温结束后按照≤30℃/h炉冷至350℃，再以≤15℃/h炉冷至150℃出炉空冷；
步骤3）、在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至940～960℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉空冷；
步骤4）、在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至860～880℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉风冷；
步骤5）、在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至850～870℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉，入≤20℃的淬火水槽内进行冷却，冷却结束后在600～630℃进行高温回火，完成再次细化及获得较好的塑韧性。
本发明相对于现有技术，有以下优点：
本发明生产的PCrNi3MoV锻件，①通过化学成分设计，将Si含量控制在0.20%以下、Mn含量控制在0.35%以下，Al含量控制在0.020%以下，可有效降低钢的过热及回火脆性敏感性，提高钢的塑韧性；②锻后入炉温度控制及完全退火设计，获得一般不发生晶粒遗传的珠光体组织，将原始晶粒内的位向打乱，避免形成易发生晶粒遗传的贝氏体组织；③高低两次正火温度设计，一次正火采用接近晶粒开始粗化的较高温度进行加热，可以有效消除晶粒大小不均匀现象，避免在细化后出现晶粒之间级差较大的混晶现象，二次正火以较快的加热速度升温至较低的奥氏体完全转变温度，可以增加球状奥氏体所占比例，获得细小的奥氏体晶粒，同时通过一高一低两次正火加热和冷却，破坏晶体学位向关系，更好的消除晶粒遗传；④以略低于二次正火细化的温度进行淬火加热及快速冷却，可有效避免晶粒的再次长大，再经过高温回火使锻件获得较好的塑韧性。
附图说明
图1为本发明的锻后完全退火工艺。
图2为本发明的高低温正火加调质热处理工艺。
具体实施方式
本发明公开了一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法，包括如下控制点：①优化化学成分，重点将Si、Mn及Al含量往低控制；化学成分设计：C=0.33～0.38%，Mn=0.20～0.35%，Si=0.10～0.20%，Cr=1.35～1.50%，Ni=3.25～3.45%，Mo=0.35～0.40%，V=0.15～0.25%，S≤0.004%，P≤0.006%，Al≤0.020%；②锻造结束后锻件表面温度空冷至550～650℃入炉在550～650℃炉内进行保温，升温至AC3以上50～70℃进行保温，保温结束后以≤50℃/h炉冷至AC1以下30～50℃进行保温，保温结束后按照≤30℃/h炉冷至350℃，再以≤15℃/h炉冷至150℃出炉空冷；③在AC1以下30～50℃进行预热保温，结束后全功率升温至AC3以上140～160℃保温，保温结束出炉空冷；④在AC1以下30～50℃进行预热保温，结束后全功率升温至AC3以上60～80℃保温，保温结束出炉风冷；⑤在AC1以下30～50℃进行预热保温，结束后全功率升温至AC3以上50～70℃保温，保温结束出炉，入≤20℃的淬火水槽内进行冷却，冷却结束后在600～630℃执行高温回火完成再次细化及获得较好的塑韧性。
实施例1：一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法，以直径φ330mm，长度15m，化学成分为C 0.36%，Mn 0.28%，Si 0.17%，Cr 1.40%，Ni 3.33%，Mo 0.39%，V 0.20%，S 0.003%，P 0.005%，Al 0.019%的PCrNi3MoV锻件为例进行，具体控制方法如下：
步骤1）、如图1所示，锻造终锻结束后，待锻件表面温度空冷至至550～650℃入炉，在550～650℃炉内保温5～8h，升温至850～870℃，按照有效截面2-2.5h/100mm计算进行保温，保温结束后以≤50℃/h炉冷至670～690℃，按照有效截面8-10h/100mm计算进行保温，保温结束后按照≤30℃/h炉冷至350℃，再以≤15℃/h炉冷至150℃出炉空冷；
步骤2）、如图2所示，在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至940～960℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉空冷；
步骤3）、如图2所示，在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至860～880℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉风冷；
步骤4）、如图2所示，在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至850～870℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉，入≤20℃的淬火水槽内进行冷却，冷却结束后在600～630℃进行高温回火，完成再次细化及获得较好的塑韧性。
本发明公开的一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的工艺技术执行后，晶粒度及塑韧性均较常规生产工艺有较大提升，对比结果见表1：
表1 力学性能及晶粒度
Figure 199078DEST_PATH_IMAGE002
从表1的检测结果看，改进后锻件的塑韧性均有了较大提升，晶粒度也达到6级以上，且无混晶，改善效果显著。

Claims (1)

1.一种避免PCrNi3MoV锻件因晶粒遗传形成稳定过热的方法，其特征在于：具体控制方法如下：
步骤1）、优化化学成分，重点将Si、Mn及Al含量往低控制；化学成分按照重量百分比具体控制范围如下：C=0.33～0.38%，Mn=0.20～0.35%，Si=0.10～0.20%，Cr=1.35～1.50%，Ni=3.25～3.45%，Mo=0.35～0.40%，V=0.15～0.25%，S≤0.004%，P≤0.006%，Al≤0.020%；
步骤2）、锻造终锻结束后，待锻件表面温度空冷至550～650℃入炉，在550～650℃炉内进行保温5～8h，升温至850～870℃，按照有效截面2-2.5h/100mm计算进行保温，保温结束后以≤50℃/h炉冷至670～690℃，按照有效截面8-10h/100mm计算进行保温，保温结束后按照≤30℃/h炉冷至350℃，再以≤15℃/h炉冷至150℃出炉空冷；
步骤3）、在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至940～960℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉空冷；
步骤4）、在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至860～880℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉风冷；
步骤5）、在670～690℃进行预热保温2～4h后，全功率快速升温至850～870℃，按照有效截面1.5-2h/100mm计算进行保温，保温结束出炉，入≤20℃的淬火水槽内进行冷却，冷却结束后在600～630℃进行高温回火，完成再次细化及获得较好的塑韧性。
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