专利名称：盐浴配方及其应用以及高强钢焊缝的热处理方法
技术领域：
本发明涉及热处理领域，具体地，涉及一种盐浴配方及其应用以及一种高强钢焊缝的热处理方法。
背景技术：
盐浴热处理是一种常见的热处理工艺，用于优化材料的金相结构以提高工件性倉泛。高强钢在工程建设和机械领域中应用广泛，由于高强钢含有较多的碳和合金元 素，高强钢淬硬倾向较大，焊接过程中焊接接头中容易产生马氏体淬硬组织，使冷裂纹敏感性增加，焊接头力学性能下降。因此，考虑采用盐浴热处理的方法来控制高强钢淬硬组织的生成，具体是进行高强钢焊接后，将高温的焊缝迅速放入盐浴中进行热处理，使得焊缝在盐浴中迅速冷却到某一比马氏体转变开始温度稍高的温度并在该温度下进行保温处理，使焊缝发生等温转变生成韧性和强度均较好的下贝氏体组织，而非马氏体组织。在此过程中，为了保证焊缝最终完全转变成下贝氏体，需要保证盐浴对焊缝有较大的冷却速度，即要求盐浴有较大的冷却能力，可以将焊缝快速冷却至某一比马氏体转变开始温度稍高的温度。目前常见的低温热处理盐浴配方主要以硝酸盐体系为主，例如，成分和配比为50重量％的KNO3和50重量％的NaNO2的盐浴配方，其工作温度为150-500°C，成分和配比为55重量％的KNO3和45重量％的NaNO2的盐浴配方，其工作温度为230_550°C，以及成分和配比为50重量％的NaNO3和50重量％的KNO3的盐浴配方，其工作温度为300-550°C，但是，在工作范围内，这些盐浴配方的冷却能力均无法达到使高强钢焊缝快速冷却至某一比马氏体转变开始温度稍高的温度；并且这些盐浴的流动性较差，给盐浴的回收再利用带来不便。因而，现有的盐浴配方并不适用对高强钢焊缝进行随焊盐浴热处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种盐浴配方以及一种高强钢焊缝的热处理方法，所述盐浴配方具有冷却能力较强、化学性质稳定、不易分解并且残渣少的特点，所述高强钢焊缝的热处理方法使用上述盐浴配方对焊缝进行冷却，能够提高焊缝的韧性和强度。为了实现上述目的，本发明提供一种盐浴配方，该盐浴配方含有KOH、NaOH和H20。优选地，所述KOH、NaOH 和 H2O 的重量比为:3. 0-4. 0:3. 0-4. 5:1。优选地，该盐浴配方还含有CO32'优选地，该盐浴配方还含有Na2CO3和/或K2CO3。 优选地，该盐浴配方还含有NaNO2和/或KNO2。优选地，以所述盐浴配方的总量为基准，该盐浴配方含有35-40重量％的K0H、40-45 重量 ％ 的 Na0H、5-8 重量 ％ 的 Na2C03、5_10 重量 ％ 的 NaNO2 和 10-13 重量 ％ 的 H20。优选地，该盐浴配方适于在150-500°C的温度下使用。
优选地，以所述盐浴配方的总量为基准，该盐浴配方含有40重量％的K0H、40重量％的Na0H、5重量％的Na2C03、5重量％的NaNO2和10重量％的H20。优选地，所述盐浴配方适于在160_350°C的温度下使用。本发明还提供所述的盐浴配方在高强钢焊缝的热处理中的应用。本发明还提供一种高强钢焊缝的热处理方法，该热处理方法包括将所述高强钢焊缝放置到热处理盐浴中进行冷却，冷却至保温温度后进行保温，所述保温温度高于该高强钢焊缝的马氏体转变开始温度20-50°C，其中，所述热处理盐浴采用所述的盐浴配方。本发明的盐浴配方由于含有水，因而该盐浴配方的冷却能力大大增强，并且，KOH和NaOH极易溶于水且化学性质稳定，因而该盐浴配方也具有流动性好、易于回收使用、残渣少且长时间高温工作不分解产生有毒气体的优点，另外，由于KOH和NaOH均为离子化合 物，因而，按一定比例混合后形成熔点较低的混合物，使得该盐浴配方的工作温度范围的下 限更低。本发明的高强钢焊缝的热处理方法采用上述盐浴配方对高温的焊缝进行冷却，能够将焊缝在较短时间内冷却至比马氏体转变开始温度高20-50°C的温度下并进行保温，从而使焊缝的金相组织完全转化为下贝氏体组织，使焊缝具有较高的强度和硬度。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
具体实施例方式以下对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。本发明的一方面提供一种盐浴配方，该盐浴配方含有KOH、NaOH和H20。本发明的盐浴配方由于含有水，因而该盐浴配方的冷却能力大大增强；并且，选用极易溶于水且化学性质稳定的KOH和NaOH作为主要成分，因而该盐浴配方也具有流动性好、残渣少且长时间高温工作不分解产生有毒气体的优点，由于该盐浴配方流动性好且残渣少，因而方便回收利用且无需经常清理残渣；另外，由于KOH和NaOH均为离子化合物，因而，按一定比例混合后，钠离子和钾离子对氢氧根离子的吸引力不同，导致钠离子和氢氧根离子之间的离子键键能以及钾离子和氢氧根离子之间的离子键键能降低，从而形成熔点比KOH和NaOH都更低的混合物，使得该盐浴配方的工作温度范围的下限更低。具体地，所述KOH、NaOH和H2O的重量比可以为3. 0-4. 0:3. 0-4. 5:10 H2O的含量过低会导致盐浴配方的冷却能力不足，而H2O的含量过高则会造成盐浴在使用过程中容易飞溅从而使盐浴配方的高温稳定性降低，而KOH和NaOH之间的配比会影响盐浴配方的熔点，因此，通过调节盐浴配方中K0H、Na0H和H2O之间的配比，使得该盐浴配方在具有较大冷却能力的同时具有较低的熔点，从而具有适合的工作温度范围。优选地，该盐浴配方还含有CO广。加入C032_可以抑制碱性的盐浴配方与CO2反应，保证盐浴配方成分的稳定。可以选用任意合适的物质作为⑶广的来源，例如，该盐浴配方可以含有Na2CO3和/或K2C03。Na2CO3和K2CO3为离子化合物，易溶于水，在溶于水或熔融状态下产生CO广，并且Na2C03和K2C03中的钠离子和钾离子对盐浴配方中其它成分无影响。另外，从经济的角度考虑，优选选用Na2CO3U作为一种优选实施方式，该盐浴配方还含有NaNO2和/或KN02。由于N022_与钾离子和钠离子之间的结合力较弱，NaNO2和/或KNO2中阳离子和阴离子的结合力要比NaOH或KOH中阳离子和阴离子的结合力弱，从而盐浴配方的流动性增强，并且盐浴配方的熔点进一步下降，盐浴配方的流动性与NaNO2和/或KNO2的含量呈正比，添加适量的NaNO2和/或KNO2能够在盐浴配方的冷却能力无明显影响的情况下使盐浴配方的流动性更好，从而利于对盐浴配方的回收再利用，而可回收再利用性较好的特点使得该盐浴配方更适合在随焊热处理中使用。另外,从经济的角度考虑,优选选用NaNO2。作为一种实施方式，以盐浴配方的总量为基准，该盐浴配方含有35-40重量％的K0H, 40-45 重量 ％ 的 Na0H、5-8 重量 ％ 的 Na2C03、5_10 重量 ％ 的 NaNO2 和 10-13 重量 ％ 的 H20。上述盐浴配方的适于在150-500°C的温度下使用。优选地，以盐浴配方的总量为基准，该盐浴配方含有40重量％的K0H、40重量％的NaOH,5重量％的Na2C03、5重量％的NaNO2和10重量％的H20。在这种情况下，上述盐浴配方适于在160-350°C的温度下工作，在160-350°C的温度范围内，该盐浴配方的冷却能力、流动性以及稳定性等的综合效果最好。本发明还提供上述的浴盐配方在高强钢焊缝的热处理中的应用。另一方面，本发明还提供一种高强钢焊缝的热处理方法，该热处理方法包括将所述高强钢焊缝放置到热处理盐浴中进行冷却，冷却至保温温度后进行保温，所述保温温度略高于该高强钢焊缝的马氏体转变开始温度，其中，热处理盐浴采用根据本发明的盐浴配方。并且，优选地，为了保证贝氏体转变充分，所述保温温度高于该高强钢焊缝的马氏体转变开始温度20-50°C。 由于高强钢焊缝的马氏体转变开始温度在本发明的盐浴配方在工作温度范围内，并且本发明的盐浴配方具有冷却能力较强，能够迅速将高强钢焊缝冷却到所述保温温度，然后在该保温温度下对高强钢焊缝进行保温，从而使高强钢焊缝在该温度下发生等温转变生成韧性和强度均较好的下贝氏体组织，而非马氏体组织，因此，可以推测使用该热处理方法处理后的高强钢焊缝的强度和韧性均较好。下面将结合实施例和对比例进一步详细阐述本发明。实施例与对比例将9个材质均为HG785、尺寸均为040X IOOmm的圆柱形钢棒加热至500°C，并分别浸入盛放于编号为1-9的盐浴热处理试验池(尺寸250mmX 250mmX 200mm)中的热处理盐浴中90mm，留IOmm在装置外部并与测温装置连通以用于测量钢棒的温度，编号为1_9的盐浴热处理试验池中盛放的热处理盐浴的高度相等并且其盐浴配方如表I所示，分别测量并记录编号为1-9的盐浴热处理装置中放置的钢棒的温度从500°C降低至250°C所经历的时间，并且，在钢棒降低至250°C后停止加热并将钢棒取出，然后将盐浴热处理试验池中的热处理盐浴倒出并分别收集残渣称量残渣的重量，结果如表2所示。表I
权利要求
1.一种盐浴配方，其特征在于，该盐浴配方含有KOH、NaOH和H20。
2.根据权利要求I所述的盐浴配方，其中，所述KOH、NaOH和H2O的重量比为3.0_4· 0:3. 0_4· 5:1ο
3.根据权利要求I所述的盐浴配方，其中，该盐浴配方还含有CO广。
4.根据权利要求2所述的盐浴配方，其中，该盐浴配方还含有Na2CO3和/或K2C03。
5.根据权利要求I所述的盐浴配方，其中，该盐浴配方还含有NaNO2和/或ΚΝ02。
6.根据权利要求I所述的盐浴配方，其中，以所述盐浴配方的总量为基准，该盐浴配方含有35-40重量％的Κ0Η、40-45重量％的Na0H、5_8重量％的Na2C03、5_10重量％的NaNO2 和10-13重量％的H20。
7.根据权利要求6所述的盐浴配方，其中，该盐浴配方适于在150-500°C的温度下使用。
8.根据权利要求6所述的盐浴配方，其中，以所述盐浴配方的总量为基准，该盐浴配方含有40重量％的K0H、40重量％的Na0H、5重量％的Na2C03、5重量％的NaNO2和10重量％ 的 H2O。
9.根据权利要求8所述的盐浴配方，其中，所述盐浴配方适于在160-350°C的温度下使用。
10.权利要求1-9中任意一项所述的盐浴配方在高强钢焊缝的热处理中的应用。
11.一种高强钢焊缝的热处理方法，该热处理方法包括将所述高强钢焊缝放置到热处理盐浴中进行冷却，冷却至保温温度后进行保温，所述保温温度高于高强钢焊缝的马氏体转变开始温度20-50°C，其特征在于，所述热处理盐浴采用权利要求1-9中任意一项所述的盐浴配方。
全文摘要
本发明公开了一种盐浴配方，该盐浴配方含有KOH、NaOH和H2O。本发明公开了所述盐浴配方在高强钢焊缝的热处理中的应用。并且，本发明还公开了一种高强钢焊缝的热处理方法，该热处理方法包括将所述高强钢焊缝放置到热处理盐浴中进行冷却，冷却至保温温度后进行保温，所述保温温度高于该高强钢焊缝的马氏体转变开始温度20-50℃，其中，所述热处理盐浴采用所述的盐浴配方。本发明的盐浴配方具有冷却能力较强、化学性质稳定、不易分解并且残渣少的特点；本发明的高强钢焊缝的热处理方法使用上述盐浴配方对焊缝进行冷却，能够提高焊缝的韧性和强度。
文档编号C21D1/607GK102978358SQ201210498780
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者王霄腾, 袁晓东, 任会礼, 付玲 申请人:中联重科股份有限公司