一种船锚用低碳合金钢及其热处理工艺的制作方法_2

文档序号:9661732阅读:来源:国知局
温的钢板,在空气炉中预热到400_420°C,(2)盐浴氮化:取预热过的钢板,将其置入盐浴中,在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触;盐浴温度为500±5°C,时间60-65min,盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0033]采用本发明的技术方案的有益效果是:通过本发明钢材化学成分的限定以及配合生产工艺中的工艺条件的设定,特别是成分中增加了钼、钨、铬、铌、钛,以及工艺中的表面强化热处理、超声波检验、机械性能试验和清洁涂装工序,可在钢材中能够形成大量细小弥散分布的夹杂物,有利于钉扎奥氏体晶粒并细化晶内组织,提高CGHAZ韧性;可使钢材中大尺寸复合夹杂物数量低于传统钢材中的数量,有益于减少焊后微裂纹源,具有高的常温综合力学性能和良好的低温韧性;通过控制生产工艺条件,生成的大量细小弥散分布的含Ti氧化物、氮化物的复合夹杂物;可使本发明钢材中含有大量弥散均匀分布的细小的含Ti氧化物、氮化物等的复合夹杂物,这些夹杂物在钢材回火后冷却过程中增加了铁素体及珠光体相变的形核位置,使钢材从表面到中心的组织均匀,提高了合金钢的机械强度,提高了合金钢在恶劣的环境中的耐腐蚀性,采用本发明的合金钢制得的船锚,使用寿命长。
【具体实施方式】
[0034]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0035]实施例1
[0036]—种船锚用低碳合金钢,所述合金钢的质量分组成如下:碳0.17%、硅1.18%,锰 1.52 %、钼 0.012 %、钨 0.02 %、铬 0.015 %、铌 0.008 %、钛 0.05 %、硼 0.0002 %、磷(0.012%、硫彡0.018%、钇0.045%、镧系稀土:9.2%,其余为铁和不可避免的杂质,各组分百分数之和为100%。
[0037]本实施例中合金钢的热处理工艺,所述热处理工艺包括以下步骤:热锻、退火、回火、调质热处理、冷却、表面强化热处理、超声波检验、机械性能试验和清洁涂装工序;
[0038]热锻的温度控制为1150°C ;
[0039]退火工序:热锻后,控制温度为870°C持续保温35min,然后炉冷至350_370°C后保温20min,最后冷却至室温;
[0040]回火工序:控制温度为800°C持续保温16min,然后空冷至室温;
[0041]调质热处理工序采用两次正火、一次回火处理然后再冷却,第一次正火温度大于第二次正火温度;(1)第一次正火:采用分段加热,第一段加热温度为760°C,到温后保温16min,第二段加热温度为900°C,到温后保温25min,然后空冷18min后进行第二次正火;(2)第二次正火:采用分段加热,第一段加热温度为660°C,到温后保温16min,第二段加热温度为700°C,到温后保温25min,然后水冷至室温;
[0042]冷却采用水冷与空冷结合的方法,先采用水冷以10_12°C /s的冷却速率将钢板水冷至520°C,然后空冷至380°C,再采用水冷以5-8°C /s的冷却速率将钢板水冷至室温;
[0043]表面强化热处理:(1)将冷却至室温的钢板,在空气炉中预热到380-400°C,(2)盐浴氮化:取预热过的钢板,将其置入盐浴中,在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触;盐浴温度为520±15°C,时间60min,盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0044]采用GB/T1348-2009标准进行检测:拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提高11%。
[0045]实施例2
[0046]—种船锚用低碳合金钢,所述合金钢的质量分组成如下:碳0.17%、硅1.18%,锰 1.52 %、钼 0.012 %、钨 0.02 %、铬 0.015 %、铌 0.008 %、钛 0.05 %、硼 0.0002 %、磷(0.012%、硫彡0.018%、钇0.045%、镧系稀土:9.2%,其余为铁和不可避免的杂质,各组分百分数之和为100%。
[0047]其中镧系稀土中镧、铈、钕、钆、镨的百分含量如下:镧12%,铈25%,钕10%,钆
13.8%,镨 6.8%o
[0048]本实施例中合金钢的热处理工艺,所述热处理工艺包括以下步骤:热锻、退火、回火、调质热处理、冷却、表面强化热处理、超声波检验、机械性能试验和清洁涂装工序;
[0049]热锻的温度控制为1180°C ;
[0050]退火工序:热锻后,控制温度为880°C持续保温40min,然后炉冷至350_370°C后保温25min,最后冷却至室温;
[0051]回火工序:控制温度为810°C持续保温18min,然后空冷至室温;
[0052]调质热处理工序采用两次正火、一次回火处理然后再冷却,第一次正火温度大于第二次正火温度;(1)第一次正火:采用分段加热,第一段加热温度为790°C,到温后保温18min,第二段加热温度为920°C,到温后保温30min,然后空冷20min后进行第二次正火;(2)第二次正火:采用分段加热,第一段加热温度为675°C,到温后保温18min,第二段加热温度为715°C,到温后保温28min,然后水冷至室温;
[0053]冷却采用水冷与空冷结合的方法,先采用水冷以10_12°C /s的冷却速率将钢板水冷至530°C,然后空冷至390°C,再采用水冷以5-8°C /s的冷却速率将钢板水冷至室温;
[0054]表面强化热处理:(1)将冷却至室温的钢板,在空气炉中预热到400°C,(2)盐浴氮化:取预热过的钢板,将其置入盐浴中,在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触;盐浴温度为520±15°C,时间65min,盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0055]采用GB/T1348-2009标准进行检测:拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提高12%。
[0056]实施例3
[0057]—种船锚用低碳合金钢,所述合金钢的质量分组成如下:碳0.19%、硅1.25%、锰 1.62 %、钼 0.015 %、钨 0.04 %、铬 0.018 %、铌 0.009 %、钛 0.06 %、硼 0.0004 %、磷(0.012%、硫彡0.018%、钇0.078%、镧系稀土:10.8%,其余为铁和不可避免的杂质,各组分百分数之和为100%。
[0058]其中镧系稀土中镧、铈、钕、钆、镨的百分含量如下:镧13%,铈27%,钕14%,钆14%,镨 7.5%。
[0059]其中不可避免的杂质按质量百分比控制为:氧彡0.0015%,氮彡0.0080%,氢彡 0.0001%,砷彡 0.012%,铅彡 0.010%,锡彡 0.010%,锑彡 0.010%。
[0060]本实施例中合金钢的热处理工艺,所述热处理工艺包括以下步骤:热锻、退火、回火、调质热处理、冷却、表面强化热处理、超声波检验、机械性能试验和清洁涂装工序;
[0061]热锻的温度控制为1180°C ;
[0062]退火工序:热锻后,控制温度为880°C持续保温35min,然后炉冷至350°C后保温20min,最后冷却至室温;
[0063]回火工序:控制温度为810°C持续保温18min,然后空冷至室温;
[0064]调质热处理工序采用两次正火、一次回火处理然后再冷却,第一次正火温度大于第二次正火温度;(1)第一次正火:采用分段加热,第一段加热温度为760°C,到温后保温18min,第二段加热温度为900°C,到温后保温30min,然后空冷20min后进行第二次正火;(2)第二次正火:采用分段加热,第一段加热温度为670°C,到温后保温16min,第二段加热温度为710°C,到温后保温28min,然后水冷至室温;
[0065]冷却采用水冷与空冷结合的方法,先采用水冷以10_12°C /s的冷却速率将钢板水冷至520°C,然后空冷至390°C,再采用水冷以5-8°C /s的冷却速率将钢板水冷至室温;
[0066]表面强化热处理:(1)将冷却至室温的钢板,在空气炉中预热到40°C,(2)盐浴氮化:取预热过的钢板,将其置入盐浴中,在盐浴槽中充入干净干燥的压缩空气搅拌并保证钢板与盐浴充分接触;盐浴温度为500±15°C,时间65min,盐浴结束后在空气中冷却钢板。
[0067]采用GB/T1348-2009标准进行检测:拉深强度、延伸率、耐高温性、耐磨擦性能和耐腐蚀性能均比现有技术提尚12.
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