GCr15SiMn的热处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种热处理方法，具体涉及GCrl5SiMn的热处理方法。
【背景技术】
[0002] GCr 15SiMn钢为常见的一种高碳合金钢，普遍应用于轴承和各种模具上。 GCrl5SiMn钢按正常的工艺规范进行锻造后，通常还需要进行后续的热处理。一般来讲， 热处理包括预处理和终处理；常规预处理工艺为球化退火，终处理工艺为淬火、低温回火。 通常的GCrl5SiMn钢球化退火工艺为780-8KTC加热2-3h，710-730°C等温4-5h，炉冷至 650°C以下出炉空冷，终处理工艺参数为820-840°C油淬后，150-200°C低温回火。在该热处 理工艺下，可以得到良好的强度、硬度等力学性能，能满足一般零部件的使用要求，但在特 殊及恶劣环境中其综合性能仍嫌不足，极大的限制了材料的应用。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种新的GCrl5SiMn钢的热 处理方法，利用该热处理方法能够提高GCrl5SiMn钢的综合力学性能。
[0004] 为了实现本发明的目的，本发明提供了一种GCrl5SiMn钢的热处理方法，包括以 下步骤： a. 将GCrl5SiMn钢加热至900-1100°C，保温0. 5-lh后在油中进行淬火处理； b. 冷却至室温后加热到600-850°C进行回火处理； c. 冷却至室温后进行预热处理； d. 加热到850-900°C，保温0. 5-4h后在热油中进行淬火处理； e. 冷却后在80-100°C进行低温回火处理。
[0005] 经工艺试验和生产实践验证，本发明的热处理方法通过对GCrl5SiMn钢进行 高温奥氏体化淬火和相应的终处理，得到较好的强度、硬度等力学性能，有效提高了 GCrl5SiMn钢的综合性能。
【具体实施方式】
[0006] 下面结合实施例对本发明作进一步说明： 对比例 采用常规热处理工艺（即预处理为球化退火，终处理为淬火+低温回火）对 GCrl5SiMn零部件进行处理。预处理为随炉升温至900°C，保温50min，降至600°C，保温 3h，再冷至400°C出炉空冷。终处理为随炉升温至680°C，保温0. 5h后油淬，降至室温后在 100 C保温lh，空冷至室温。
[0007] 实施例1 采用改进预处理工艺和常规终处理工艺（即预处理为高温奥氏体化淬火，终处理为淬 火+低温回火）对GCrl5SiMn零部件进行处理。预处理为随炉升温至1100°C，保温40min 后进行油淬处理，油温为10°c，冷至室温，然后加热至800°C，保温lh，冷却至室温。终处理 为随炉升温至900°C，保温lh后油淬，降至室温后在100°C保温lh，空冷至室温。
[0008] 实施例2 采用常规预处理工艺和改进终处理工艺（即预处理为球化退火，终处理为高温回火后 预热+淬火+低温回火）对GCrl5SiMn零部件进行处理。预处理为随炉升温至1000°C， 保温lh，降至600°C，保温3h，再冷至400°C出炉空冷。终处理为在600°C预热lh，加热至 900°C保温lh，放入温度为80°C的热油中淬火，降至室温后在100°C保温lh，空冷至室温。
[0009] 实施例3 采用本发明的改进的热处理工艺（即预处理为高温奥氏体化淬火，终处理为高温回火 后预热+淬火+低温回火）对GCrl5SiMn零部件进行处理。预处理为随炉升温至900°C， 保温40min后进行油淬处理，油温为40°C，冷却至室温，然后加热至600°C，保温lh，冷却至 室温。终处理为在550°C预热2h，加热至900°C保温lh，放入温度为80°C的热油中淬火，降 至室温后在100 C保温4h，空冷至室温。
[0010] 实施例4 采用本发明的改进的热处理工艺（即预处理为高温奥氏体化淬火，终处理为高温回火 后预热+淬火+低温回火）对GCrl5SiMn零部件进行处理。预处理为随炉升温至900°C， 保温50min进行油淬处理，油温为40°C，冷却至室温，然后加热至750°C，保温2h，冷却至室 温。终处理为在600°C预热0. 5h，加热至850°C保温2h，放入温度为150°C的热油中淬火，降 至室温后在100 C保温2h，空冷至室温。
[0011] 实施例5 采用本发明的改进的热处理工艺（即预处理为高温奥氏体化淬火，终处理为高温回火 后预热+淬火+低温回火）对GCrl5SiMn零部件进行处理。预处理为随炉升温至1050°C， 30min进行油淬处理，油温为20°C，冷却至室温，然后加热至700°C，保温2h，冷却至室温。 终处理为在600°C预热2h，加热至800°C保温lh，放入温度为80°C的热油中淬火，降至室温 后在100 C保温3h，空冷至室温。
[0012] 表1采用不同热处理工艺得到的GCrl5SiMn零部件的物理性能 长i
从表1可知，采用本发明的改进的热处理工艺处理的GCrl5SiMn零部件硬度可达到 63HRC以上，较常规热处理工艺，弯曲强度提高达30%，冲击韧性提高了 100%。在终处 理工艺相同而预处理工艺不同时，预处理为高温奥氏体化淬火的试样的综合性能高于球 化退火的试样。一般而言，在终处理工艺相同预处理工艺不同时，影响冲击韧性和弯曲强 度的主要因素是碳化物尺寸。粗大、不均匀的碳化物会使GCrl5SiMn基体中碳浓度产生起 伏，在高碳脆化区与低碳弱化区的交界处由于两处的塑变能力不同，产生应力集中，从 而引起显微裂纹产生，造成冲击韧性和强度的降低。当碳化物细化后，减弱了显微裂纹 产生的可能性，同时还能抑制显微裂纹的扩展，使强度和冲击韧性提高。
[0013] 当预处理工艺相同而终处理工艺不同时，经过高温回火后预热淬火的试样的综 合性能高于直接淬火的试样。高温回火后预热淬火处理较充分的细化了奥氏体晶粒，而细 化的奥氏体晶粒会使基体中晶界增多，阻碍显微裂纹的形成和扩展，同时基体强韧性提 高，从而使耐磨性得到改善。当采用改进的热处理工艺，即预处理为高温奥氏体化淬火，终 处理为高温回火后预热+淬火+低温回火，所得试样经过处理后得到的组织为针状马氏 体和残余奥氏体。采用改进的热处理工艺，可获得较多的均匀、弥散分布的细小碳化物， 可降低零部件开裂趋势，提高了 GCrl5SiMn基体的强韧性，增强了抵抗塑性变形和裂纹 形成、扩展的能力，使耐磨性得到提高。测试表明，采用本发明改进的热处理工艺相比于常 规热处理，其耐磨性提高了 35%。
[0014] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无 需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术 人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的 技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种GCrl5SiMn钢的热处理方法，其特征在于，包括以下步骤： a. 将GCrl5SiMn钢加热至900-1100°C，保温0. 5-lh后在油中进行淬火处理； b. 冷却至室温后加热到600-850°C进行回火处理； c. 冷却至室温后进行预热处理； d. 加热到850-900°C，保温0. 5-4h后在热油中进行淬火处理； e. 冷却后在80-100°C进行低温回火处理。
【专利摘要】一种GCr15SiMn钢的热处理方法，包括以下步骤：将GCr15SiMn钢加热至900-1100℃，保温0.5-1h后在油中进行淬火处理；冷却至室温后加热到600-850℃进行回火处理；冷却至室温后进行预热处理；加热到850-900℃，保温0.5-4h后在热油中进行淬火处理；冷却后在80-100℃进行低温回火处理。经工艺试验和生产实践验证，本发明的热处理方法通过对GCr15SiMn钢进行高温奥氏体化淬火和相应的终处理,？得到较好的强度、硬度等力学性能，有效提高了GCr15SiMn钢的综合性能。
【IPC分类】C21D6/00, C21D1/18
【公开号】CN105648173
【申请号】
【发明人】银琦
【申请人】重庆旭新悦数控机械有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2014年12月4日