CN117551943A - 提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，正火‑一次淬火‑二次淬火‑回火。采用本发明的热处理工艺，锻件机械性能各项指标均满足验收要求，解决了12CrNi5MoV钢锻件屈服强度和‑20℃冲击试验的冲击断口纤维率不能同时满足验收要求的难题，适用于有效厚度≤350mm的12CrNi5MoV钢锻件，工艺简单、可操控性强。

Description

提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺
技术领域
本发明属于冶金热处理技术领域，具体涉及一种提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺。
背景技术
随着船舶产业的快速发展和广泛应用，对船用材料的研究逐步深入和提高。12CrNi5MoV钢锻件因其良好的淬透性，热处理后可获得超高强度和优良的低温冲击韧性，综合机械性能优异，且具备优越的焊接性能，是制造船舶超高强度结构件的理想材料。
12CrNi5MoV钢锻件应用于船舶超高强度结构件制造时，其机械性能指标验收要求为：拉伸试验的屈服强度ReL为785MPa～925MPa，抗拉强度Rm不作要求，延伸率A≥16％，断面收缩率Z≥45％；-20℃冲击试验中每组三个试样的冲击吸收功AKV平均值≥80J，任意单值≥73J，冲击断口纤维率FA≥90％(如表1所示)。其中，拉伸试验按GB/T228.1-2010(金属材料室温拉伸试验方法)规定进行，拉伸试样为在锻件1/2最大厚度后切取并按GB/T228.1-2010规定制备的R4圆形横截面比例试样；冲击试验按GB/T229-2020(金属材料夏比摆锤冲击试验方法)规定进行，冲击试样为在锻件1/2最大厚度后切取并按GB/T229-2020规定制备的标准夏比V型缺口冲击试样，冲击断口纤维率评定按GB/T12778-2008(金属夏比冲击断口测定方法)的规定进行。
表1 12CrNi5MoV钢锻件机械性能指标验收要求
在12CrNi5MoV钢锻件应用于船舶超高强度结构件研制过程中，机械性能的验收是一项巨大挑战。由于其综合机械性能指标要求特别高，屈服强度和冲击断口纤维率不能同时满足验收要求，必须研究并设计出一种优化的热处理工艺，来改善锻件内部组织，提高其综合机械性能，使机械性能各项指标均满足验收要求。
公开号CN109468447A(申请号CN201811268019)中公开了“12CrNi5MoV低碳高强度合金钢轴锻件制造方法”，热处理工艺采用双淬火水冷透+回火的方式，经该发明制造的12CrNi5MoV低碳高强度合金钢轴锻件的性能可达到如下验收标准：
ReL为785MPA～925MPA，A≥16％，Z≥45％，AKV(-20℃)≥80J，能满足船舶超高强度零部件的制造需要。但未提及其所适用的锻件有效厚度，也未记载锻件冲击断口纤维率评定情况。本发明对比实验三表明，其机械性能验收仅适用于有效厚度不超过150mm的12CrNi5MoV锻钢件，且冲击断口纤维率不能满足本发明中验收要求(见表5)。
对比文件“超壁厚12CrNi5MoV钢锻件组织与力学性能研究”(《热加工工艺》第39卷第21期，第31-33页，公开日为2010年11月30日)介绍了壁厚为230mm的12CrNi5MoV钢锻件的热处理工艺，通过正火+调质，获得满足该研究验收标准的机械性能数据，但该文件同样未提供锻件冲击断口纤维率评定情况。本发明对比实验四表明，其机械性能验收仅适用于有效厚度不超过250mm的12CrNi5MoV锻钢件，且冲击断口纤维率不能满足本发明中验收要求(见表6)。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种工艺简单、有效改善锻件内部组织、细化晶粒的提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺。
为实现上述目的，本发明提供一种提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，12CrNi5MoV钢锻件按重量百分比计，化学成分包括C:0.10％～0.13％，Si:0.20％～0.40％，Mn:0.30％～0.60％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr:0.90％～1.20％，Ni:4.50％～5.00％，Mo:0.40％～0.60％，V:0.03％～0.08％，Cu≤0.25％；
所述热处理工艺为：
1)正火：先将钢锻件加热到600℃～650℃并保温2～3小时，再升温至820℃～860℃均温后再次保温，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的钢锻件加热到600℃～650℃并保温2～3小时，再升温至930℃～970℃均温后再次保温，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的钢锻件加热到600℃～650℃并保温2～3小时，再升温至820℃～860℃均温后再次保温，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火：将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温2～3小时，再升温至580℃～600℃均温后再次保温出炉后水冷至250℃以下。
进一步地，所述步骤1)中再升温至为830℃～840℃。
进一步地，所述步骤2)中再升温至为950℃～960℃。
进一步地，所述步骤3)中再升温至为840℃～850℃。
进一步地，所述步骤1)、步骤2)和步骤3)中，再次保温的时间按0.8～1.2h/100mm计算，均温时间为保温时间的1/3～1/2。
进一步地，所述步骤4)中，再次保温的时间按1.5～2.5h/100mm计算，均温时间为保温时间的1/3～1/2。
进一步地，所述钢锻件的有效厚度不大于350mm。
经本发明热处理的12CrNi5MoV钢锻件，综合机械性能得到显著提高：拉伸试验的屈服强度ReL为785MPA～925MPA，抗拉强度Rm≥920MPa(不作验收要求)，延伸率A≥16％，断面收缩率Z≥45％；-20℃冲击试验中每组三个试样的冲击吸收功AKV≥80J，且任意单值≥73J，冲击断口纤维率FA≥90％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用本发明的热处理工艺，锻件机械性能各项指标均满足验收要求，解决了12CrNi5MoV钢锻件屈服强度和-20℃冲击试验的冲击断口纤维率不能同时满足验收要求的难题，适用于有效厚度≤350mm的12CrNi5MoV钢锻件，工艺简单、可操控性强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
实施例1
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为100mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.28％，Mn:0.54％，P:0.007％，S:0.005％，Cr:1.02％，Ni:4.82％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.20％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至820℃均温0.5小时后再保温1小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至930℃均温0.5小时后再保温1小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至820℃均温0.5小时后再保温1小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温2小时，再升温至580℃均温1小时后再次保温2小时，出炉后水冷至250℃以下。
本实施例热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝897MPa，抗拉强度Rm＝949MPa，延伸率A＝20％,断面收缩率Z＝70％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为187J、191J、174J，冲击断口纤维率均为100％。
实施例2
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为150mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.11％，Si:0.23％，Mn:0.47％，P:0.007％，S:0.007％，Cr:1.06％，Ni:4.65％，Mo:0.51％，V:0.05％，Cu:0.13％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至840℃均温0.75小时后再保温1.5小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至940℃均温0.75小时后再保温1.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至830℃均温0.75小时后再保温1.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温2小时，再升温至590℃均温1.5小时后再次保温3小时，出炉后水冷至250℃以下。
本实施例热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝882MPa，抗拉强度Rm＝944MPa，延伸率A＝19％,断面收缩率Z＝68％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为181J、188J、196J，冲击断口纤维率分别为90％、100％、100％。
实施例3
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为200mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.29％，Mn:0.54％，P:0.007％，S:0.005％，Cr:1.07％，Ni:4.82％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.20％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至850℃均温1小时后再保温2小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至930℃均温1小时后再保温2小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温2小时，再升温至850℃均温1小时后再保温2小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温2小时，再升温至590℃均温2小时后再次保温4小时，出炉后水冷至250℃以下。
本实施例热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度Rel＝870MPa，抗拉强度Rm＝927MPa，延伸率A＝20％,断面收缩率Z＝70％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为187J、178J、177J，冲击断口纤维率分别为100％、100％、90％。
实施例4
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为250mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.12％，Si:0.29％，Mn:0.52％，P:0.007％，S:0.005％，Cr:1.06％，Ni:4.87％，Mo:0.40％，V:0.05％，Cu:0.20％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至850℃均温1.25小时后再保温2.5小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至950℃均温1.25小时后再保温2.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至840℃均温1.25小时后再保温2.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至590℃均温2.5小时后再次保温5小时，出炉后水冷至250℃以下。
本实施例热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝871MPa，抗拉强度Rm＝931MPa，延伸率A＝19％,断面收缩率Z＝70％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为195J、196J、188J，冲击断口纤维率分别为100％、100％、90％。
实施例5
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为300mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.11％，Si:0.27％，Mn:0.54％，P:0.007％，S:0.005％，Cr:1.07％，Ni:4.68％，Mo:0.40％，V:0.05％，Cu:0.21％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至850℃均温1.5小时后再保温3小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至960℃均温1.5小时后再保温3小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.5小时后再保温3小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至600℃均温3小时后再次保温6小时，出炉后水冷至250℃以下。
本实施例热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝854MPa，抗拉强度Rm＝920MPa，延伸率A＝18％,断面收缩率Z＝65％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为155J、153J、147J，冲击断口纤维率分别为100％、90％、90％。
实施例6
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为350mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.25％，Mn:0.55％，P:0.006％，S:0.007％，Cr:1.20％，Ni:4.88％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.23％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至970℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至600℃均温3.5小时后再次保温7小时，出炉后水冷至250℃以下。
本实施例热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝858MPa，抗拉强度Rm＝922MPa，延伸率A＝20％,断面收缩率Z＝69％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为157J、159J、159J，冲击断口纤维率分别为90％、100％、100％。
对比例1
取消步骤1)，其余同实施例6。
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为350mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.25％，Mn:0.55％，P:0.006％，S:0.007％，Cr:1.20％，Ni:4.88％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.23％。
采用双淬火+回火的热处理工艺。
1)一次淬火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至970℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
2)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至600℃均温3.5小时后再次保温7小时，出炉后水冷至250℃以下。
本对比例1热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝780MPa，抗拉强度Rm＝905MPa，延伸率A＝16％,断面收缩率Z＝56％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为96J、101J、99J，冲击断口纤维率均为40％。
对比例2
取消步骤2)，其余同实施例6。
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为350mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.25％，Mn:0.55％，P:0.006％，S:0.007％，Cr:1.20％，Ni:4.88％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.23％。
采用正火+淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)回火将经淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至600℃均温3.5小时后再次保温7小时，出炉后水冷至250℃以下。
本对比例2热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝836MPa，抗拉强度Rm＝901MPa，延伸率A＝17％,断面收缩率Z＝50％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为111J、85J、90J，冲击断口纤维率分别为60％、50％、50％。
对比例3
取消步骤3)，其余同实施例6。
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为350mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.25％，Mn:0.55％，P:0.006％，S:0.007％，Cr:1.20％，Ni:4.88％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.23％。
采用正火+淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)淬火：：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至970℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)回火将经淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至600℃均温3.5小时后再次保温7小时，出炉后水冷至250℃以下。
本对比例3热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝747MPa，抗拉强度Rm＝825MPa，延伸率A＝17％，断面收缩率Z＝51％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为85J、85J、90J，冲击断口纤维率均为50％。
对比例4
将步骤1)和步骤2)对调，即原步骤2)变为步骤1)，原步骤1)变为步骤2)，其余同实施例6。
热处理12CrNi5MoV钢锻件，有效厚度为350mm，其化学成分(％，wt，熔炼分析)如下：C:0.13％，Si:0.25％，Mn:0.55％，P:0.006％，S:0.007％，Cr:1.20％，Ni:4.88％，Mo:0.42％，V:0.05％，Cu:0.23％。
采用正火+双淬火+回火的热处理工艺。
1)正火：先将锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至860℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的锻件加热到600℃～650℃并保温3小时，再升温至970℃均温1.75小时后再保温3.5小时，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温3小时，再升温至600℃均温3.5小时后再次保温7小时，出炉后水冷至250℃以下。
本对比例四热处理的12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果为：拉伸试验的屈服强度ReL＝758MPa，抗拉强度Rm＝849MPa，延伸率A＝16％，断面收缩率Z＝47％；-20℃冲击试验中同组三个试样的冲击吸收功AKV分别为163J、158J、160J，冲击断口纤维率均为90％。
实施例6和对比例1至对比例4中12CrNi5MoV钢锻件的机械性能试验结果如表2所示。实施例6中锻件机械性能各项指标均满足验收要求；对比例1和对比例3中锻件屈服强度和冲击断口纤维率均不合格，其余机械性能指标满足验收要求；对比例2中锻件冲击断口纤维率不合格，其余机械性能指标满足验收要求；对比例4中锻件屈服强度不合格，其余机械性能指标满足验收要求。
表2实施例和对比例锻件机械性能试验结果
对比实验1
分别对各实施例所述锻件的原始晶粒度(即锻造后、最终热处理前的晶粒度)、实施例和对比例中工艺执行过程中各步骤完成后锻件的晶粒度情况进行了测定，具体情况见下表3。表3中锻件晶粒度均按照GB/T6394 2017(金属平均晶粒度测定方法)的规定进行检验，其中实施例锻件原始晶粒度试样、正火后晶粒度试样和第一次淬火后晶粒度试样均在锻件1/2有效厚度处切取，而第二次淬火+回火后的晶粒度试样是在实施例和对比例机械性能试验完毕后的拉伸试样或冲击试样上切取。
表3实施例和对比例各步骤完成前后锻件晶粒度情况
由表3可见，各实施例采用本发明工艺方法进行热处理后，锻件的晶粒度得到了显著细化，而对比例一至对比例四中锻件的晶粒度与实施例六中锻件的晶粒度相比，差距明显。
综上所述，采用本发明工艺方法对有效厚度不超过350mm的12CrNi5MoV钢锻件进行热处理后，晶粒细化显著，为提高锻件的综合机械性能提供组织准备，锻件机械性能各项指标均满足验收要求。
对比实验2
将与实施例1至实施例6相同化学成分和相同有效厚度的12CrNi5MoV钢锻件全部采用本发明中优选工艺参数(正火再升温的温度选定840℃、一次淬火再升温的温度选定960℃、二次淬火再升温的温度选定为850℃、回火再升温的温度选定为590℃)进行热处理，分别记为优选例1至优选例6，所得锻件机械性能结果如下表4。
表4优选例锻件机械性能试验结果
由表4可见，优选温度范围工艺参数的采用，使12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能得到进一步优化和提升，不仅屈服强度等机械性能指标完全满足验收要求，而且冲击断口纤维率全部达到100％。
对比实验3
将与实施例1至实施例6中相同化学成分和相同有效厚度的12CrNi5MoV钢锻件分别采用公开号CN109468447A(申请号CN201811268019)中公开的12CrNi5MoV低碳高强度合金钢轴锻件制造方法进行热处理(双淬火+回火)，分别记作对比实验3例1至对比实验3例6，采用双淬火温度分别为910℃、920℃、930℃、940℃、950℃和960℃，回火温度均采用630℃。所得锻件机械性能试验结果见下表5。
表5对比实验三锻件机械性能试验结果
由表5可见，采用公开号CN109468447A(申请号CN201811268019)中公开的12CrNi5MoV低碳高强度合金钢轴锻件制造方法进行热处理后，对于有效厚度≤150mm的12CrNi5MoV钢锻件，除冲击断口纤维率不合格外，其余机械性能指标可满足本发明验收要求；对于有效厚度为200mm～350mm的12CrNi5MoV钢锻件，屈服强度和冲击断口纤维率均不合格，且有效厚度为250mm和350mm的12CrNi5MoV钢锻件(即对比实验3例4和对比实验3例6中锻件)的-20℃冲击试验中每组三个试样的冲击吸收功不能完全满足本发明验收要求。
对比实验4
将与实施例1至实施例6中相同化学成分和相同有效厚度的12CrNi5MoV钢锻件全部采用正火(采用860℃)+调质(工艺参数参照对比文件2：淬火温度为900℃，回火温度为605℃)进行热处理，分别记作对比实验4例1至对比实验4例6，所得锻件机械性能试验结果如下表6。
表6对比实验1锻件机械性能试验结果
由表6可见，采用正火(采用860℃)+调质(工艺参数参照对比文件2：淬火温度为900℃，回火温度为605℃)进行热处理后，有效厚度≤250mm的12CrNi5MoV钢锻件，拉伸性能和-20℃冲击试验中每组三个试样的冲击吸收功可满足本发明验收要求，但冲击断口纤维率不合格；有效厚度为300mm～350mm的12CrNi5MoV钢锻件，屈服强度和冲击断口纤维率均不能满足本发明验收要求。

Claims (7)

1.一种提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：12CrNi5MoV钢锻件按重量百分比计，化学成分包括C:0.10％～0.13％，Si:0.20％～0.40％，Mn:0.30％～0.60％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr:0.90％～1.20％，Ni:4.50％～5.00％，Mo:0.40％～0.60％，V:0.03％～0.08％，Cu≤0.25％；
所述热处理工艺为：
1)正火：先将钢锻件加热到600℃～650℃并保温2～3小时，再升温至820℃～860℃均温后再次保温，出炉后利用鼓风机进行鼓风冷却至室温；
2)一次淬火：将经正火后的钢锻件加热到600℃～650℃并保温2～3小时，再升温至930℃～970℃均温后再次保温，出炉后水冷至250℃以下；
3)二次淬火：将经一次淬火后的钢锻件加热到600℃～650℃并保温2～3小时，再升温至820℃～860℃均温后再次保温，出炉后水冷至250℃以下；
4)回火：将经二次淬火后的锻件加热到300℃～350℃并保温2～3小时，再升温至580℃～600℃均温后再次保温出炉后水冷至250℃以下。
2.根据权利要求1所述提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：所述步骤1)中再升温至为830℃～840℃。
3.根据权利要求1所述提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：所述步骤2)中再升温至为950℃～960℃。
4.根据权利要求1所述提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：所述步骤3)中再升温至为840℃～850℃。
5.根据权利要求1所述提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：所述步骤1)、步骤2)和步骤3)中，再次保温的时间按0.8～1.2h/100mm计算，均温时间为保温时间的1/3～1/2。
6.根据权利要求1所述提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：所述步骤4)中，再次保温的时间按1.5～2.5h/100mm计算，均温时间为保温时间的1/3～1/2。
7.根据权利要求1所述提高12CrNi5MoV钢锻件综合机械性能的热处理工艺，其特征在于：所述钢锻件的有效厚度不大于350mm。
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