一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法与流程

文档序号:11146156阅读:824来源:国知局

本发明涉及一种提高淬透性能的方法,具体为一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,属于材料应用技术领域。



背景技术:

渗碳轴承钢的结构特点和工作条件要求轴承零件必须具备高的硬度、耐磨性、接触疲劳强度、良好的韧性、尺寸稳定性、耐蚀和冷热加工性能,轴承钢在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限,对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一,随着我国机械化的发展,对轴承钢的需求亦随之增加。

而现有我国所生产的轴承钢淬透性较低,在淬火冷却过程中,表面与心部的冷却速度有较大差异,造成大于临界冷却速度的部分转变成马氏体,而小于临界冷却速度的心部不能转变成马氏体,内部由于热胀冷缩不均匀造成内应力,使产品变形或开裂,同时在进行回火处理时,仅仅进行一次回火处理,只能消除一部分因急速冷却所造成之残留应力,因此材料的韧性与柔性得不到提高,满足不了工作条件所要求得性能。



技术实现要素:

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,满足在复杂工作环境下的使用要求。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的,一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,以G20CrNiMoA重量百分比计,包括C:0.17~0.23%、Mn:0.60~0.90%、Si:0.15~0.40%、S:≤0.020%、P:≤0.020%、Cr:0.35~0.65%、Ni:0.4~0.7%、Mo:0.15~0.3%、Cu:≤0.25%以及余量Fe;

其方法步骤如下:

步骤A、取所需元素于非真空电炉中熔炼,熔炼温度1580~1640℃,在熔炼过程中调节各元素的含量,使其重量比符合设计要求,熔炼成溶液;

步骤B、将步骤A中的熔炼溶液在冷凝时,配入25~45ppm的元素B,形成钢坯;

步骤C、将步骤B中形成的刚坯进行第一次淬火处理,并在淬火温度下处理30min,然后空气中冷却至室温;

步骤D、将步骤C中冷却的钢坯进行第二次淬火处理,并在淬火温度下处理20min,然后空气中冷却至室温;

步骤E、将步骤C中经过两次淬火处理的钢坯进行回火,回火温度150~200℃,处理1h然后冷却至室温,即完成对G20CrNiMoA淬透性能的提高。

优选的,所述步骤B中,元素B熔炼成溶液后匀速注入步骤A中的熔炼溶液中进行冷凝。

优选的,所述步骤C中,第一次淬火处理的温度控制在860~900℃。

优选的,所述步骤D中,第二次淬火处理的温度控制在780~810℃。

优选的,所述步骤C和步骤D中,进行冷却时的速度大于钢坯的临界冷却速度。

优选的,所述步骤E中,对钢坯进行2-3次回火,回火的温度保持一定。

本发明的有益效果是:该种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,在冶炼过程中添加25~45ppm的B元素,进行淬火冷却时的速度大于临界冷却速度,同时进行多次回火处理,显著提高渗碳轴承钢的淬透性,满足其工作条件要求性能,有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例一:

一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,其方法步骤如下:

步骤A、取以G20CrNiMoA重量百分比计,包括C:0.17%、Mn:0.60%、Si:0.15%、S:0.020%、P:0.020%、Cr:0.35%、Ni:0.4%、Mo:0.15%、Cu:0.25%以及余量Fe于非真空电炉中熔炼,熔炼温度1580~1640℃,在熔炼过程中调节各元素的含量,使其重量比符合设计要求,熔炼成溶液;

步骤B、将步骤A中的熔炼溶液在冷凝时,配入25ppm的元素B,形成钢坯;

步骤C、将步骤B中形成的刚坯进行第一次淬火处理,并在淬火温度下处理30min,然后空气中冷却至室温;

步骤D、将步骤C中冷却的钢坯进行第二次淬火处理,并在淬火温度下处理20min,然后空气中冷却至室温;

步骤E、将步骤C中经过两次淬火处理的钢坯进行回火,回火温度150~200℃,处理1h然后冷却至室温,即完成对G20CrNiMoA淬透性能的提高。

所述步骤B中,元素B熔炼成溶液后匀速注入步骤A中的熔炼溶液中进行冷凝,所述步骤C中,第一次淬火处理的温度控制在860~900℃,所述步骤D中,第二次淬火处理的温度控制在780~810℃,所述步骤C和步骤D中,进行冷却时的速度大于钢坯的临界冷却速度,所述步骤E中,对钢坯进行2-3次回火,回火的温度保持一定;

实施例二:

一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,其方法步骤如下:

步骤A、取以G20CrNiMoA重量百分比计,包括C:0.20%、Mn:0.75%、Si:0.25%、S:0.015%、P:0.015%、Cr:0.50%、Ni:0.5%、Mo:0.20%、Cu:0.20%以及余量Fe于非真空电炉中熔炼,熔炼温度1580~1640℃,在熔炼过程中调节各元素的含量,使其重量比符合设计要求,熔炼成溶液;

步骤B、将步骤A中的熔炼溶液在冷凝时,配入35ppm的元素B,形成钢坯;

步骤C、将步骤B中形成的刚坯进行第一次淬火处理,并在淬火温度下处理30min,然后空气中冷却至室温;

步骤D、将步骤C中冷却的钢坯进行第二次淬火处理,并在淬火温度下处理20min,然后空气中冷却至室温;

步骤E、将步骤C中经过两次淬火处理的钢坯进行回火,回火温度150~200℃,处理1h然后冷却至室温,即完成对G20CrNiMoA淬透性能的提高。

所述步骤B中,元素B熔炼成溶液后匀速注入步骤A中的熔炼溶液中进行冷凝,所述步骤C中,第一次淬火处理的温度控制在860~900℃,所述步骤D中,第二次淬火处理的温度控制在780~810℃,所述步骤C和步骤D中,进行冷却时的速度大于钢坯的临界冷却速度,所述步骤E中,对钢坯进行2-3次回火,回火的温度保持一定;

实施例三:

一种提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,其方法步骤如下:

步骤A、取以G20CrNiMoA重量百分比计,包括C:0.23%、Mn:0.90%、Si:0.40%、S:0.010%、P:0.010%、Cr:0.65%、Ni:0.7%、Mo:0.3%、Cu:0.15%以及余量Fe于非真空电炉中熔炼,熔炼温度1580~1640℃,在熔炼过程中调节各元素的含量,使其重量比符合设计要求,熔炼成溶液;

步骤B、将步骤A中的熔炼溶液在冷凝时,配入45ppm的元素B,形成钢坯;

步骤C、将步骤B中形成的刚坯进行第一次淬火处理,并在淬火温度下处理30min,然后空气中冷却至室温;

步骤D、将步骤C中冷却的钢坯进行第二次淬火处理,并在淬火温度下处理30min,然后空气中冷却至室温;

步骤E、将步骤C中经过两次淬火处理的钢坯进行回火,回火温度150~200℃,处理1h然后冷却至室温,即完成对G20CrNiMoA淬透性能的提高。

所述步骤B中,元素B熔炼成溶液后匀速注入步骤A中的熔炼溶液中进行冷凝,所述步骤C中,第一次淬火处理的温度控制在860~900℃,所述步骤D中,第二次淬火处理的温度控制在780~810℃,所述步骤C和步骤D中,进行冷却时的速度大于钢坯的临界冷却速度,所述步骤E中,对钢坯进行2-3次回火,回火的温度保持一定;

根据实施例一、实施例二和实施例三提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,试验结果如表一所示,

在冶炼过程中添加25~45ppm的B元素,显著提高渗碳轴承钢的淬透性,满足其工作条件要求性能,有良好的经济效益和社会效益,适合推广使用能够满足其工作环境的使用要求。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何实施例标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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