CN115232948A - 一种钢质筒形件卧式形性协同调控热处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钢质筒形件卧式形性协同调控热处理方法，其通过将钢质筒形件的奥氏体化加热由常规立式优化为卧式，减少钢质筒形件加热变形，通过将钢质筒形件的淬火由常规的立式优化为卧式，并配合脉冲周期震荡淬火工艺，实现钢质筒形件的均匀冷却，得到均匀组织的同时减少钢质筒形件的淬火畸变，即实现钢质筒形件的形性协同调控热处理，这样可以减少后续筒形件的机加工量，提高筒形件的材料利用率和生产效率；同时可以减少其热处理生产设备的投入成本。
Description
技术领域
本发明属于热处理技术领域，特别涉及一种中低碳低合金筒形件的卧式精密形性协同调控热处理方法。
背景技术
钢质筒形件是量大面广的一类产品，广泛应用于军工、机械和采掘等行业，典型的产品如火箭发动机壳体、液压缸筒和矿山煤机液压支柱缸筒等，现有的此类钢质筒形件的热处理方式主要为调质热处理。以缸筒件为例(如液压缸筒和煤机液压支柱等)，缸筒件的调质热处理包括：(1)加热至奥氏体化温度；(2)在奥氏体化温度保温一段时间；(3)浸入淬火液中淬火冷却；(4)加热至回火温度并保温一段时间进行回火处理。
缸筒在传统的调质热处理时，运用吊具将钢质筒形件吊着在加热炉中立式加热，在自重的作用下，钢质筒形件的吊装端变形较严重，在后续需将变形端切掉，材料利用率较低；同时在传统的淬火过程中，钢质筒形件立式浸入淬火介质，缸筒件上下部分入淬火介质时存在时间差，缸筒件的上部和下部冷却不均匀，同时缸筒件内壁的淬火介质流通性差，影响缸筒件内壁的淬火效果，导致缸筒件的内壁和外壁冷却不均匀，从而导致产生缸筒件内壁软点和较大的淬火畸变。缸筒件尺寸精度要求高，表面粗糙度值低，尤其是缸筒件的圆度需控制在±0.08mm，要求比较严格。由于淬火畸变大，为满足圆度要求，在实际生产时，一般加大缸筒毛坯件的壁厚，通过加大机加工的量满足圆度等精度的要求，故缸筒件的材料利用率低，生产效率低，产品成本高，甚至由于淬火畸变过大通过加大机加工的量仍然无法满足缸筒件圆度的要求导致其报废。此外，由于缸筒件立式加热和淬火，在安装对应的加热炉和淬火槽时需要挖较深的地基，导致地基制造费用高，增加投入成本。
因此，现有技术中亟需一种钢质筒形件热处理方法，其能避免加热时变形，提高材料利用率，同时使得淬火时冷却均匀，不产生淬火畸变。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种钢质筒形件卧式形性协同调控的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法其包括：步骤(1)、将所述钢质筒形件横卧在料盘上并送入到室式淬火加热炉中加热，以使所述钢质筒形件的组织由原始的铁素体+珠光体转变为奥氏体；步骤(2)、将所述步骤(1)所述加热转变完成后的钢质筒形件在所述室式淬火加热炉中保温，完成所述钢质筒形件成分均匀化；步骤(3)、用转移系统将所述步骤(2)所述横卧在料盘上并完成成分均匀化的钢质筒形件从所述室式淬火加热炉中转移至淬火槽上方，准备淬火冷却；步骤(4)、将所述制备(3)的所述横卧在料盘上的钢质筒形件送入所述淬火槽中，所述钢质筒形件在所述淬火槽中冷却至低于对应成分的马氏体结束转变温度(Mf)约20℃，完成淬火冷却，以使所述钢质筒形件的组织由奥氏体转变为马氏体；步骤(5)、将所述步骤(4)的所述横卧在料盘上的钢质筒形件从淬火槽中出来后，在空气中蒸发掉淬火介质；步骤(6)、将所述步骤(5)的所述横卧在料盘上的钢质筒形件送入到已加热至450～680℃的回火加热炉中加热，以使所述钢质筒形件的部分组织由马氏体转变为回火索氏体，而绝大多数以马氏体的形式存在；步骤(7)、将所述步骤(6)的所述加热好的钢质筒形件在所述回火加热炉中保温，使得马氏体全部转变为均匀的回火索氏体组织，并消除所述钢质筒形件内部的淬火残余应力；以及步骤(8)、用所述转移系统将所述步骤(7)的所述完成回火处理的钢质筒形件从所述回火加热炉中取出并冷却。
本发明热处理方法既能确保钢质筒形件性能及性能均匀性，又能确保钢质筒形件少无淬火畸变的卧式形性协同调控。由以上热处理工艺步骤可以看出，在步骤(1)中钢质筒形件横卧在加热炉中加热，避免了钢质筒形件在加热炉中立挂加热方式时吊装端变形严重的问题，在步骤(4)中钢质筒形件横卧淬火，避免了钢质筒形件立式淬火时上部和下部淬火不同时导致淬火畸变量过大和性能不均的问题，即实现了钢质筒形件的形性协同调控热处理生产，在步骤(1)和步骤(4)中钢质筒形件分别横卧加热和淬火，加热炉和淬火槽不需安装在地面以下，避免了昂贵的地基制造费用和沿海等地区无法挖地基坑的问题，配合热处理装备，该工艺适合连续、大规模、批量化热处理生产。
作为本发明的一种实施方式，所述钢质筒形件的材质为中低碳低合金钢。
作为本发明的一种实施方式，所述钢质筒形件的外径为150～650mm，壁厚为20～100mm。
由上，既能保证钢质筒形件具有良好的淬透性和机械性能又能确保钢种筒形件具有较佳的焊接性能。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(1)中将在所述钢质筒形件放入之前，所述室式淬火加热炉已加热至高于所述钢质筒形件的奥氏体结束转变温度。
作为本发明的一种优选实施方式，所述室式淬火加热炉已加热至820～950℃。
由上，将钢质筒形件加热至(820-950)℃，高于钢质筒形件材料的奥氏体结束转变温度，确保钢质筒形件能转变为奥氏体组织，为后续淬火作组织准备；将钢质筒形件直接放入已加热至(820～950)℃的加热炉中直接加热，有利于连续大批量生产。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(2)中所述钢质筒形件的淬火保温分钟数为壁厚毫米数的1～3倍。
由上，钢质筒形件的淬火保温时间为壁厚的1～3倍，既能确保钢质筒形件完成成分均匀化，又能防止钢质筒形件奥氏体晶粒长大，还能防止钢种筒形件在保温过程中因重力导致的蠕变。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(3)中所述钢质筒形件从加热炉内到淬火水槽上方时，所述钢质筒形件的温度高于钢质筒形件成分的Ar1温度。
由上，钢质筒形件的温度高于钢质筒形件空冷的开始转变温度，避免了钢质筒形件在转移的过程中发生铁素体和珠光体转变，确保此时钢质筒形件的组织为奥氏体，同时合理地降低钢质筒形件进入淬火液时的温度可降低钢质筒形件在淬火过程的淬火应力和淬火畸变。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(4)中所述淬火槽设置有底喷装置和侧喷装置，所述底喷装置对所述钢质筒形件的外表面和所述料盘进行均匀冷却，所述侧喷装置对所述钢质筒形件的内表面和所述料盘进行均匀冷却。
作为本发明的一种优选实施方式，在冷却过程中所述料盘和所述钢质筒形件在淬火槽高度方向进行上下脉冲周期式震荡，所述侧喷装置在冷却第一阶段正对钢质筒形件的圆心，所述侧喷装置在冷却第二阶段对着钢质筒形件与料盘的接触处。
由上，底喷装置对钢质筒形件外表面喷淬火介质，加强筒形件外表面淬火介质的均匀流动，提高筒形件外表面冷却的均匀性；侧喷装置先正对筒形件的圆心，避免了淬火气泡集中在钢质筒形件内部的上表面，导致钢质筒形件内部的上表面冷速不够，产生软点，同时加速了筒形件内壁淬火介质的均匀流动，从而确保筒形件内部的均匀冷却；侧喷装置后正对筒形件与料盘的接触处，加速料盘和料盘与钢质筒形件接触部分的冷却，防止料盘与钢质筒形件接触部分冷却速度不够，产生软点；在高度方向进行上下脉冲周期震荡，既防止了料盘与筒形件接触部分产生软点，又确保了筒形件内壁的均匀冷却。采用上述淬火冷却方式，筒形件的外表面和内部的均匀冷却，降低了筒形件的淬火应力和淬火变形，同时防止了筒形件与料盘接触部分产生软点，即对筒形件的淬火过程进行了形性协同调控，既确保钢质筒形件满足形状尺寸要求又保证钢质筒形件获得理想的组织和性能。
作为本发明的一种优选实施方式，所述钢质筒形件出淬火介质的温度为钢质筒形件对应成分马氏体结束转变温度减20℃。
作为本发明的一种更优选实施方式，所述钢质筒形件出淬火介质的温度为300～80℃。
由上，钢质筒形件出淬火介质时的温度约为(300～80)℃，钢质筒形件既完成了由奥氏体转变为马氏体的组织转变，又避免了钢质筒形件因在随后冷却过程产生热应力而导致淬火变形。
作为本发明的一种优选实施方式，在所述步骤(4)中，所述淬火槽中的采用的淬火介质为工业用水，且所述工业用水的温度控制在35～55℃之间。
由上，淬火介质采用工业用水，环保且具有良好的经济性；通过配置底喷装置和侧喷装置的喷水强度满足不同成分体系和不同尺寸规格钢质筒形件的淬火要求。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(5)中，所述钢质筒形件从所述淬火槽中出来后，在空气中冷却120～180s，将所述钢质筒形件表面的淬火介质蒸发掉。
由上，钢质筒形件出淬火介质时的温度约为(300～80)℃，钢质筒形件在空气中停留120～180s，可凭借钢质筒形件自身的温度将钢质表面筒形件的淬火介质蒸发，防止淬火介质在回火的过程中分解形成含“氢”原子的物质，并进入钢质筒形件中从而带来氢脆的危险。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(7)中，所述钢质筒形件的回火保温温度为450～680℃，回火保温时间为所述淬火保温时间的2～4倍。
由上，钢质筒形件在(450～680)℃之间保温，钢质筒形件的组织由马氏体转变为回火索氏体；保温时间为淬火保温时间的(2～4)倍，确保马氏体全部转变为回火索氏体的同时确保钢质筒形件中的淬火应力得到消除，防止钢质筒形件在后期服役的过程中发生蠕变等变形。
作为本发明的一种实施方式，在所述步骤(8)中，所述钢质筒形件风冷至室温。
由上，钢质筒形件风冷至室温，避免了如水冷等快冷的冷却方式产生的过大的残余应力，同时避免了如空冷等慢冷方式导致的回火脆性的问题。
本发明具有如下优点：
合理的入和出淬火介质温度：钢质筒形件从淬火炉出炉后非立即浸入淬火介质中淬火冷却，而是空冷至某一温度(高于对应成分的Ar1温度)后再浸入淬火介质中，这样既避免了奥氏体发生高温转变从而得到理想的淬火马氏体组织，又因出炉后合理的缓冷减少了淬火应力和淬火畸变。钢质筒形件并非冷却至与淬火介质温度相等时出淬火介质，而是冷却至稍低于马氏体结束转变温度时处淬火介质，这样既使得钢质筒形件由奥氏体完全转变为马氏体，又避免了钢质筒形件由马氏体结束转变温度冷却至淬火介质温度过程产生的热应力和淬火变形。
钢质筒形件卧式加热，避免立式吊装的变形问题：钢质筒形件横卧在加热炉内加热，避免了传统的立式吊装导致钢质筒形件吊装端的变形问题。
淬火和性能更均匀，筒形件变形小：钢质筒形件采用传统的立式淬火时，钢质筒形件的下部先与淬火介质接触，约30s后其上部才与淬火介质接触，导致钢质筒形件的上部和下部冷却不均从而产生较大的淬火应力和淬火畸变；同时钢质筒形件采用传动的立式淬火时，其内部淬火介质流动性较差，形成“死区”，降低了钢质筒形件内部的冷却速度，从而导致钢质筒形件内部形成软点。钢质筒形件采用卧式淬火方式，钢质筒形件几乎同时浸入有底喷和侧喷的淬火槽的淬火介质中，同时采用脉冲式周期淬火方式，从而钢质筒形件外表面和内表面均匀冷却，获得均匀的马氏体组织和淬火变形量较小的钢质筒形件；由于钢质筒形件的组织为均匀的马氏体(经回火后变成均匀的回火索氏体组织)，故钢质筒形件的性能均匀。
卧式加热和淬火，减少设备地基制造费用：钢质筒形件横卧浸入淬火槽中，与传统立式淬火槽相比，横卧淬火槽的在高度方向的尺寸较小，故淬火槽的地基制造费用较低。
连续生产：由上述步骤可知，该工艺适合连续、大规模热处理生产。
附图说明
图1为实施例1处理前的钢质筒形件纵剖面；
图2为实施例1钢质筒形件的热处理流程曲线；
图3为实施例1钢质筒形件的连续冷却转变曲线；
图4为实施例1热处理得到的钢质筒形件的显微组织；
图5为实施例1得到的钢质筒形件在纵剖面和横断面上的硬度采集点分布；
附图标记：
A-I为钢质筒形件长度方向上不同截面，其中A和I分别距离其最近两端端面30mm，A～I相邻硬度采集截面之间的距离相等，均为80mm，1～8为硬度采集点，其中1～4硬度采集点位于钢质筒形件的外壁，5～6硬度采集点位于钢质筒形件的内壁。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
定义
“钢质筒形件”是指材质为钢的具有一定壁厚的中空筒形件，如液压外缸，液压支柱、炮管等。
“铁素体”是指碳在α-Fe中的间隙固溶体。
“珠光体”是指铁素体和渗碳体组成的机械混合物。
“奥氏体”是指碳溶解在γ-Fe中的间隙固溶体。
“马氏体结束转变温度”是指过冷奥氏体在连续冷却过程中全部转变为马氏体对应的温度。
“马氏体”是指碳在α-Fe中的过饱和间隙固溶体。
“回火索氏体”是指马氏体经高温回火(一般在500-650℃之间)后形成以铁素体为基体内分布着细小均匀碳化物的复相组织。
“奥氏体结束转变温度”是指钢中的组织完全转变为奥氏体组织对应的温度。
“上下脉冲周期式震荡”是指零件在淬火的过程中，先往上或往下快速运动至指定位置并停留一段时间，后往下或往上快速运动到初始位置并停留一段时间，如此有规律地反复若干次。
“淬火”是指把金属零件加热至相变温度以上，保温一定时间后，以大于临界冷却速度的速度急剧冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。
“回火”是指将淬火后的金属零件加热到Ac1以下某一温度，保温一定时间，以一定方式冷却的热处理工艺。
“淬火介质”是指工件进行淬火冷却所使用的介质，常用的淬火介质有水、水溶液、矿物油、熔盐、熔碱等。
“风冷”是指一种冷却方式，即用空气作为媒介冷却所需冷却的物体的冷却方式。
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
发明详述
本发明涉及钢质筒形件卧式形性协同调控热处理工艺，将钢质筒形件横卧在加热炉中加热和淬火槽中淬火冷却，并配合脉冲周期震荡淬火工艺，钢质筒形件均匀冷却，获得组织均匀和少无淬火变形的钢种筒形件，即实现钢质筒形件卧式形性协同调控热处理生产，减少了后续机加工量，从而提高筒形件的材料利用率和生产效率，其包括：
步骤1、将钢质筒形件横卧在料盘上并送入在室式淬火加热炉中按淬火工艺要求加热到工艺要求温度，钢质筒形件的组织由铁素体+珠光体转变为奥氏体。
将外径为150～650mm、壁厚为20～100mm、材质为低碳低合金的钢质筒形件横卧放置在料盘上并送入到已加热至820～950℃的加热炉中加热。
步骤2、加热完成后的钢质筒形件在室式淬火加热炉中保温一定时间，完成钢质筒形件成分均匀化，此时钢质筒形件的组织为奥氏体。
将加热好的钢质筒形件在800～950℃保温20～240min，使得钢质筒形件中的合金原子均匀分布筒形件中，从而获得组织均匀的钢质筒形件和减少淬火应力和淬火变形
步骤3、用转移系统将横卧在料盘上并完成成分均匀化的钢质筒形件从室式淬火加热炉中转运至淬火槽上方准备淬火冷却，此时钢质筒形件的组织为奥氏体。
将完成成分均匀化的钢质筒形件和料盘转移至淬火槽上方，根据筒形件的成分，筒形件的温度应高于Ar1，此时筒形件的组织仍然为奥氏体。
步骤4、将横卧在料盘上的钢质筒形件送入淬火槽中，钢质筒形件在淬火槽中冷却至某一温度完成淬火冷却，此时钢质筒形件的组织由奥氏体转变为马氏体。
将钢质筒形件和料盘快速浸入已开启底喷和侧喷装置的淬火槽中。开始侧喷装置正对筒形件的圆心喷10～30s，时间到后，料盘和筒形件自动上升使得侧喷装置正对料盘和筒形件的接触处喷10～30s，如此反复共执行60～300s，而后筒形件在淬火槽中静止冷却120～900s。
步骤5、横卧在料盘上的钢质筒形件从淬火槽中出来后，在空气中停留一段时间。
根据钢质筒形件的化学成分，钢质筒形件从淬火槽中出来时的温度约为300～80℃，在空气中停留约60～120s。
步骤6、将横卧在料盘上的钢质筒形件送入到回火加热炉中按回火工艺要求加热到要求温度，钢质筒形件的部分组织由马氏体转变为回火索氏体，绝大多数以马氏体的形式存在。
将横卧在料盘上的钢质筒形件送入到已经加热到450～680℃中的回火炉中加热至回火工艺温度。
步骤7、将加热好的钢质筒形件在回火加热炉中保温一定时间，使得马氏体全部转变为均匀的索氏体组织，并消除钢质筒形件内部的淬火残余应力。
加热至回火工艺温度的筒形件继续保温一段时间，保温时间一般为1～6h，此时钢质筒形件的组织由马氏体转变为回火索氏体。
步骤8、用转移系统将完成回火处理的钢质筒形件从回火炉中取出并冷却，完成冷却后转下道工序。
回火保温时间到后，将钢质筒形件同回火炉中转移至风冷室中，使得钢质筒形件风冷至室温。
下面列举以上热处理的具体实施例来对其进行说明：
实施例1：钢质筒形件的热处理
本实施例采用如图1所示的钢质筒形件，其化学成分如表1所示。
表1钢质筒形件化学成分(质量分数，wt％)
| 元素 | C | Si | Cr | Mn | P | S | Fe |
| 含量 | 0.27～0.34 | 0.9～1.2 | 0.8～1.0 | 0.8～1.0 | ≤0.035 | ≤0.035 | Balence |
按图2所示的钢质筒形件的热处理工艺流程曲线，该热处理工艺具体包括如下步骤：
步骤1：从外径为585mm、壁厚为55mm(常规立式加热和淬火时壁厚为58mm)的钢管上截取长度为1500mm(常规立式加热和淬火时长度为1800mm)的钢质筒形件，将5支上述钢质筒形件横卧放置在料盘上，钢质筒形件之间的间距为60mm；将钢质筒形件和料盘放入已加热到900℃的第一加热炉中加热，钢质筒形件材料的连续冷却转变曲线见图3，由图3可知，900℃高于实施例钢质筒形件的Ac3温度，可确保钢质筒形件完全奥氏体化，因此当第一加热炉中的温度到900℃时，完成步骤1，在此过程钢质筒形件的组织由原来的铁素体和珠光体转变为奥氏体。
步骤2：将横卧在料盘上的钢质筒形件在第一加热炉中保温，保温温度为900℃，保温时间为120min，在此过程中钢质筒形件完成成分均匀化，为步骤3淬火做好组织准备。
步骤3：用转移系统将料盘和横卧在料盘上的钢质筒形件取出停在淬火槽上，此过程约为2min，此时钢质筒形件的温度约为800℃，此时其组织仍为奥氏体。
步骤4：将横卧在钢质筒形件和料盘快速浸入已开启侧喷和底喷装置的淬火水槽中，此时侧喷装置正对钢质筒形件的圆心，喷20s后料盘和筒形件1随着转移系统自动上升(此过程约1s)290mm，此时侧喷装置正对钢质筒形件与料盘接触处，喷10s后料盘和筒形件1随着转移系统自动下降(此过程也1s)290mm，此时侧喷装置又正对钢质筒形件的圆心，喷20s，如此脉冲周期淬火140s后，料盘和钢质筒形件静止在淬火水槽中冷却160s。
步骤5：用上述转移系统将钢质筒形件和料盘取出来，此时钢质筒形件的温度约为256℃，由图3可知，实施例的钢质筒形件的Mf为280℃，故钢质筒形件的组织在步骤4中由奥氏体全部转变为马氏体。取出来后，将钢质筒形件和料盘在空气中停留2min，使得钢质筒形件表面淬火水的蒸发。
步骤6：用转移系统将钢质筒形件放入到已加热到620℃的第二加热炉中加热，当第二加热炉的炉温到620℃完成步骤6。
步骤7：将横卧在料盘上的钢质筒形件在第二加热炉中保温，保温温度为620℃，保温时间为360min，在此过程中钢质筒形件的组织由马氏体转变为回火索氏体组织。
步骤8：用转移系统将钢质筒形件和料盘从第二加热炉中取出，放入风冷室中风冷至室温。
从上述实验步骤可见，不管是常规的方法还是采用本案例的方法最终产品的尺寸是一样的，在本实施例中的钢质筒形件和常规的钢质筒形件最终的壁厚均为52mm，长度为1500mm；也就是说常规的处理的方法需要从58mm加工至52mm方可确保圆度在要求范围，而本实施例的热处理方法使得钢质筒形件从仅仅55mm加工至52mm即可满足要求；而且由于本发明的热处理方法能避免加热时变形，本实施例的钢质筒形件在热处理后无需祛除变形的部分，因此在热处理前后长度不变，而常规方法需要去掉变形的300mm长度，材料利用率低。
实施例2：本发明热处理的钢质筒形件检测
经实施例1热处理后，得到的钢质筒形件的显微组织如图4所示，从图4可见，经本发明热处理后，钢质筒形件的组织为回火索氏体，且组织细小均匀。
按图5硬度采集点采样，图5(a)中A-I表示钢质筒形件长度方向上不同截面，其中A和I分别距离其最近两端端面30mm，A～I相邻硬度采集截面之间的距离相等，均为80mm，图5(b)中1～4硬度采集点位于钢质筒形件的外壁，而5～6硬度采集点位于钢质筒形件的内壁。A-I截面上不同硬度采集点1～8的硬度检测结果如表2所示，由表2可知，经上述步骤处理后，实施例钢质筒形件的硬度为(255～270)HB，满足钢质筒形件(240～280)HB要求，同时硬度差小。
表2实施例钢质筒形件的硬度数据
经过常规机加工后，钢质筒形件内内壁的公差和圆度如表3所示，公差和圆度检测位置如图5(a)中A～I的7个截面，满足钢质筒形件的公差(±0.23mm)和圆度(0.012mm)要求。表3实施例钢质筒形件的公差与圆度数据
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢质筒形件卧式形性协同调控的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法其包括：
步骤(1)、将所述钢质筒形件横卧在料盘上并送入到室式淬火加热炉中加热，以使所述钢质筒形件的组织由原始的铁素体+珠光体转变为奥氏体；
步骤(2)、将所述步骤(1)所述加热转变完成后的钢质筒形件在所述室式淬火加热炉中保温，完成所述钢质筒形件成分均匀化；
步骤(3)、用转移系统将所述步骤(2)所述横卧在料盘上并完成成分均匀化的钢质筒形件从所述室式淬火加热炉中转移至淬火槽上方，准备淬火冷却；
步骤(4)、将所述步骤(3)的所述横卧在料盘上的钢质筒形件送入所述淬火槽中，所述钢质筒形件在所述淬火槽中冷却至低于对应成分的马氏体结束转变温度(Mf)约20℃，完成淬火冷却，以使所述钢质筒形件的组织由奥氏体转变为马氏体；
步骤(5)、将所述步骤(4)的所述横卧在料盘上的钢质筒形件从淬火槽中出来后，在空气中蒸发掉淬火介质；
步骤(6)、将所述步骤(5)的所述横卧在料盘上的钢质筒形件送入到已加热至450～680℃的回火加热炉中加热，以使所述钢质筒形件的部分组织由马氏体转变为回火索氏体，而绝大多数以马氏体的形式存在；
步骤(7)、将所述步骤(6)的所述加热好的钢质筒形件在所述回火加热炉中保温，使得马氏体全部转变为均匀的索氏体组织，并消除所述钢质筒形件内部的淬火残余应力；以及
步骤(8)、用所述转移系统将所述步骤(7)的所述完成回火处理的钢质筒形件从所述回火加热炉中取出并冷却。
2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，所述钢质筒形件的材质为中低碳低合金钢；优选地，所述钢质筒形件的外径为150～650mm，壁厚为20～100mm。
3.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(1)中将在所述钢质筒形件放入之前，所述室式淬火加热炉已加热至高于所述钢质筒形件的奥氏体结束转变温度；优选地，所述室式淬火加热炉已加热至820～950℃。
4.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)中所述钢质筒形件的淬火保温分钟数为壁厚毫米数的1～3倍。
5.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(3)中所述钢质筒形件从加热炉内到淬火水槽上方时，所述钢质筒形件的温度高于钢质筒形件成分的Ar1温度。
6.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(4)中所述淬火槽设置有底喷装置和侧喷装置，所述底喷装置对所述钢质筒形件的外表面和所述料盘进行均匀冷却，所述侧喷装置对所述钢质筒形件的内表面和所述料盘进行均匀冷却；优选地，在冷却过程中所述料盘和所述钢质筒形件在淬火槽高度方向进行上下脉冲周期式震荡，所述侧喷装置在冷却第一阶段正对钢质筒形件的圆心，所述侧喷装置在冷却第二阶段对着钢质筒形件与料盘的接触处；优选地，所述钢质筒形件出淬火介质的温度为钢质筒形件对应成分马氏体结束转变温度减20℃；更优选地，所述钢质筒形件出淬火介质的温度为300～80℃。
7.根据权利要求6所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(4)中，所述淬火槽中的采用的淬火介质为工业用水，且所述工业用水的温度控制在35～55℃之间。
8.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(5)中，所述钢质筒形件从所述淬火槽中出来后，在空气中冷却120～180s，将所述钢质筒形件表面的淬火介质蒸发掉。
9.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(7)中，所述钢质筒形件的回火保温温度为450～680℃，回火保温时间为所述淬火保温时间的2～4倍。
10.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于，在所述步骤(8)中，所述钢质筒形件风冷至室温。
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| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100083 No. 18 clear road, Haidian District, Beijing Applicant after: China National Machinery Institute Group Beijing Electromechanical Research Institute Co.,Ltd. Address before: 100083 No. 18 clear road, Haidian District, Beijing Applicant before: BEIJING Research Institute OF MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |