一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理方法
【专利说明】
[0001]
技术领域： 本发明属于热处理工艺方法领域，尤其是一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的 热处理方法。
[0002]
【背景技术】： 超高强度高合金结构钢的使用要求较高，对锻件的强度(抗拉强度Rm)和塑韧性(延伸 率A和断面收缩率Z)指标同时有较高要求，这两种指标是材料力学性能指标中互相矛盾的 两种要求。其各指标要求值见表一。
[0003] 表1某超高强度高合金结构钢材料力学性能指标要求值
由表1可见，该材料的方向1与另两个方向相比，对强度和塑韧性这对矛盾指标的要求 同步增加，这样的要求非常苛刻，实现起来难度较大。
[0004] 根据该材料的冷却特性，在热处理过程中，采取传统的一冷到底的冷却方式，将会 因为材料的淬透性极好，而得到单一的马氏体组织，从而使试样在回火后因强度过高而塑 韧性不能满足指标要求；采用盐浴等温淬火工艺或许可以得到满意结果，但是这将大幅度 增加生产成本，同时这种工艺会影响试验操作人员的身体健康和污染工作环境；而期望通 过增加回火温度的方法来增加其塑韧性的手段对于该材料并不适用，这是因为该材料增加 回火温度后，塑韧性指标可能会略有增加，但强度会随之下降，而且由于该高合金结构钢材 料具有显著的回火脆性，使其冲击功也显著降低，以至于出现多项指标均不合格的情况。
[0005] 由此，必须彻底改变思路，改进生产工艺，才能真正解决问题。
[0006]
【发明内容】
： 为了解决上述问题，本发明提供了一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理 方法。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案： 一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理方法，其特征在于：包括如下步 骤： 1) 将材料毛坯粗加工至预定尺寸； 2) 将步骤1中的毛坯料加热至预定热处理温度870-920°C，保温1-1. 5小时； 3) 保温时间到，将材料实施油冷，冷却时间为90-120秒； 4) 冷却时间到后，迅速将材料转移至250-300°C的炉中保温，保温时间为25-35分钟； 5) 取出材料再次进行油冷，冷却时间为10-40分钟； 6) 将材料再次放到250-300°C的炉中保温2-4小时，充分回火消除材料中的应力； 7) 取出材料，热处理工序完成。
[0008] 所述步骤3和步骤5中的油为淬火油，使用期限不能超过一年。
[0009] 由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性： 本发明所述的一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理方法，该方法的核心 技术在于充分利用现有热处理条件，通过改变冷却方式，依靠控制冷却速度和时间，改变不 同金相组织含量的配比，改善材料的综合力学性能的目的，同时，本发明提供了一种解决问 题的新思路，该思路所采取的方法有助于解决在常规热处理工艺方案的条件下，超高强度 材料的强度指标和塑韧性指标难以良好搭配的难题。
[0010]
【具体实施方式】： 通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围 内的一切变化和改进，本发明并不局限于下面的实施例； 应用实例：一种超高强度高合金结构钢材料，采用常规热处理工艺，其强度很高，但塑 初性指标不能随强度指标的提尚而同步提尚，不能满足广品使用要求。为了提尚材料的塑 韧性，使其具有良好的综合力学性能，提高产品的使用性能，现采取以下改进方案： 1)将材料毛坯粗加工至规定尺寸； 2) 将材料加热至900°C并保温lh ; 3) 保温时间到，对材料实施油冷，油冷时间为100s，此时注意要严格控制冷却时间，目 的是提高锻件的塑韧性； 4) 冷却时间到，迅速将材料转移至280 °C炉中保温，时间为30min ; 5) 取出材料油冷10分钟，保证材料的强度； 6) 270 °C保温3h，充分回火消除材料中的应力； 7) 取出材料，热处理工序完成。
[0011] 经过对多批次同类型产品的实际生产经历，利用以上热处理方法处理的产品，其 性能指标如表2所示，其强度和塑韧性指标均能得到良好的结果，满足技术要求，产品的塑 韧性显著提高，同时也依然具有良好的强度。
[0012] 表2某超高强度高合金结构钢材料处理前后的力学性能指标
以上内容中未细述部份为现有技术，故未做细述。
【主权项】
1. 一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理方法，其特征在于：包括如下步 骤： 1) 将材料毛坯粗加工至预定尺寸； 2) 将步骤1中的毛坯料加热至预定热处理温度870-920°C，保温1-1. 5小时； 3) 保温时间到，将材料实施油冷，冷却时间为90-120秒； 4) 冷却时间到后，迅速将材料转移至250-300°C的炉中保温，保温时间为25-35分钟； 5) 取出材料再次进行油冷，冷却时间为10-40分钟； 6) 将材料再次放到250-300°C的炉中保温2-4小时，充分回火消除材料中的应力； 7) 取出材料，热处理工序完成。2. 根据权利要求1所述的一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理方法，其 特征在于：步骤3和步骤5中的油为淬火油，使用期限不能超过一年。
【专利摘要】一种提高超高强度高合金结构钢综合性能的热处理方法，该方法的核心技术在于充分利用现有热处理条件，通过改变冷却方式，依靠控制冷却速度和时间，改变不同金相组织含量的配比，改善材料的综合力学性能的目的，同时，本发明提供了一种解决问题的新思路，该思路所采取的方法有助于解决在常规热处理工艺方案的条件下，超高强度材料的强度指标和塑韧性指标难以良好搭配的难题。
【IPC分类】C21D1/18, C21D6/00
【公开号】CN105132652
【申请号】CN201510497254
【发明人】郭亚森, 刘铁山, 孙胜伟, 宋亚虎, 王博, 史向阳, 赵学谦, 胡寒婷, 毛宽亮
【申请人】中信重工机械股份有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月14日