专利名称：合金钢40Cr钢板的调质方法
技术领域：
本发明涉及到钢材的加工方法，具体涉及到一种合金钢40Cr钢板的调质方法。
背景技术：
合金钢40Cr用于制造较重要的调质零件，经过调质后高频表面淬火后可用作载 荷和耐磨性较高无限大冲击零件，加快结构调整，应对国际金融危机带来的不利影响推动 产业升级，实现差异化战略，增强企业竞争力具有十分重要的作用。目前国内生产合金钢 40Cr钢板在淬火过程中采取了油冷，在调质过程中，钢板加热时间长；耗费煤气资源。
发明内容
加快结构调整，应对国际金融危机带来的不利影响推动产业升级。本发明人经过 摸索，获得了合金钢40Cr钢板的调质方法，从而完成了本发明。因此，本发明的目的在于提供一种合金钢40Cr钢板的调质方法。为达到上述目的，本发明所述厚度在80mm以下的合金钢40Cr钢板包含如下质量 百分比的化学成分(单位，wt%) :C :0. 38 0. 43、Si :0. 20 0. 35、Mn :0. 60 0. 75、P (0. 018,S ^ 0. 010,Cr :0. 85 1. 00、Als :0. 005 0. 015、其它为 Fe 和残留元素；本发 明采取的调质方法为淬火840°C，保温时间t=l. 5min,回火温度500°C，保温时间t=3min。上述化学元素的作用分析如下
C 是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性。综合考 虑，碳的含量尽量控制的低一些。Si 是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。
Mn 是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。P:对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量 低。S:易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的 尽量低。Cr 高硬度、高强度、屈服点、高的耐磨性而对塑性、韧性影响又不大，高的抗氧化 性，耐蚀性，还能提高电阻和导磁率等等。在冶炼过程中，严格控制钢中P (磷)、S (硫)、等有害元素，保证钢水的纯净度基 本达到洁净钢水平；在后续轧制加热过程中，提高终轧温度，防止钢板内部应力过大导致裂 纹，提高其塑性变形。钢板轧制结束后进行堆垛缓冷，消除钢板内部应力，然后采用调质处 理，能够保证合金钢40Cr钢板板性能需求。本发明的有益效果在于通过调质处理，提高钢板焊接性，保证其高强度性能指 标，满足用户理想需求。
具体实施例方式本发明所述合金钢40Cr包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%) =C :0. 38 0. 43, Si 0. 20 0. 35, Mn :0. 60 0. 75, P 彡 0. 018, S 彡 0. 010, Cr :0. 85 1. 00, Als 0. 005 0. 015、其它为！^e和残留元素；
前述方法中，所述的钢板厚度为80mm以下。本发明采用转炉冶炼连铸浇注，3800m宽厚板轧机轧制的方法生产用钢。其整体的 工艺流程为优质铁水、KR铁水预处理、100吨顶底复吹转炉、吹氩处理、LF炉精炼、铸坯堆 冷M小时、步进式加热炉、3800m轧机、ACC层流冷却、11辊热矫直机、堆冷、调质、精整、外 检、探伤、入库。实施方式如下
1、成分设计
在合金钢标准成分基础上，缩小其内控范围，严格控制钢中P (磷)、s (硫)、等有害元素， 保证钢水的纯净度基本达到洁净钢水平。具体成分设计如下:C:0. 38 0. 43、Si :0. 20 0. 35、Mn :0. 60 0. 75、P (0. 018、S ^ 0. 010、Cr :0. 85 1. 00、AlS :0. 005 0. 015、其它为 Fe 和残留元素；
2、加热
由于成分中添加Cr及其高碳含量，钢的相变温度点较低，因此降低其加热温度，防止 钢坯产生过热现象。加热温度及加热时间如下预热段温度900 1000°C，加热段温度 1200 1240°C，保温段温度1190 1210°C，加热速度11 15min/cm ；
3、控轧不控冷
结合炼钢化学成分，及钢的相变温度为，考虑钢的应力过大等问题及后续热处理难度， 设计终轧温度为880 920°C。对于40Cr保性能钢板，需要对钢板进行合适的控制轧制，保 证其钢板内部晶粒细化，为以后热处理提供良好的组织基础。4、堆冷工艺
采用高温堆冷工艺可有效避免因快速冷却产生的残余应力，同时可大大降低钢板中氢 的含量，充分实现热扩散效果，改善钢板探伤缺陷。钢板堆垛缓冷工艺如下；堆垛缓冷温度 不低于400°C，堆冷时间控制在M小时； 5、调质工艺
考虑轧制过程中终轧温度较高，内部晶粒比较粗大，不利于调质，因此将保温时间缩 短，弥补组织上的缺陷；在淬火过程中，保温时间不能太长，淬火温度不能太高，降低高含C 量对奥氏体的稳定性，避免淬火过程中残余奥氏体含量增加，降低其淬火后强度。回火后一 定要用快冷方式对其进行冷却，避免回火脆性导致塑性和韧性下降。对于含Cr钢，回火后 脆性倾向比较明显，为防止回火脆性的产生，回火后必须用油或水进行快速冷却。具体的调 质的程序如下在控轧的钢板取1/4样试样，分别加工成毛坯厚度30mm的小试样，经过理论 及经验测算该成分的钢的AC3相变温度为780°C，因此设计在电阻炉进行840°C (AC3+60°C) 保温1. 5min/mm进行水淬，由于是水淬，较油淬具有成本优势，但水淬对于40Cr容易开裂， 因此在工艺设计上考虑钢板的原始组织结合其开裂的倾向，因此降低保温温度及保温时 间。毛坯淬火后仍有内部裂纹的倾向，因此在试样淬火后，立即进行回火调质，由于钢种C、 Mn、Cr都是高奥氏体稳定性元素，晶粒较粗大，不利于回火调质，回火过程中组织稳定性不高。因此在回火过程中将回火温度在常规工艺上下调40°C，保温时间下调lmin/mm，回火后 为防止回火脆性，影响钢板的强韧性，要进行快速在水中块冷却。结果表明840°C淬火，保温 时间t=l. 5min,回火温度500°C，保温时间tdmin效果明显。5、结果分析 机械力学性能分析
成份及机械力学性能按GB/T3077 1999执行，具体见表1。表1 40Cr钢板机械力学性能
权利要求
1. 一种合金钢40Cr钢板的调质方法，该调质方法为淬火840°C，保温时间t=l. 5min, 回火温度500°C，保温时间tdmin。
全文摘要
本发明公开了一种合金钢40Cr钢板的调质方法，本发明是厚度在80mm以下的合金钢40Cr钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)C0.38～0.43、Si0.20～0.35、Mn0.60～0.75、P≤0.018、S≤0.010、Cr0.85～1.00、Als0.005～0.015、其它为Fe和残留元素；本发明采取的调质方法为淬火840℃，保温时间t=1.5min，回火温度500℃，保温时间t=3min。本发明的有益效果在于通过调质处理，提高钢板焊接性，保证其高强度性能指标，满足用户理想需求。
文档编号C21D1/25GK102071291SQ20101059766
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月21日 优先权日2010年12月21日
发明者于飒, 崔冠军, 张立新, 朱书成, 李亮, 李忠波, 罗涛, 袁少威, 袁永旗, 许少普, 高照海, 黄文振 申请人:南阳汉冶特钢有限公司