一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺

本发明涉及材料热处理工艺，具体而言，涉及一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺。

背景技术：

1、钢铁作为一个传统行业，是一个国家发展、进步的基础，而钢铁产量和性能的高低代表着衡量一个国家冶金水平高低的重要标准。在多年的发展中，高碳铬钢是使用量最大、用处最广的关键材料，小到日常生活，大到航空航天、国防工业等领域。

2、虽然我国是生产大国，但我们依然面临着中、低段端产品产能过剩，高端产品性能、质量较低等问题，高端产品只能依靠进口，而对高端产品性能、质量影响最大就是原材料—高碳铬钢，好材料才能生产出好产品。传统工艺生产的高碳铬钢，其组织粗大、碳化物分布不均匀、残余奥氏体含量较多、并存留残余应力，高碳铬钢在服役过程中容易发生组织改变，使产品在使用过程中发生尺寸的变化，满足不了高端模具、轴承等领域的需求；而本发明对高碳铬钢进行的形变热处理工艺，其组织超细化，残余奥氏体含量低、位错密度高、稳定性高，碳化物析出增多分布均匀，且含有一定量的下贝氏体组织，使钢材具备更高的冲击韧性和尺寸稳定性，满足目前国内高端模具、轴承等领域的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，该工艺先在一定温度保温一段时间，使组织完全奥氏体化，通过等温热变形使组织充分破碎后，冷却至奥氏体完全再结晶区低温段保温一定时间，使奥氏体重结晶，获得超细原始奥氏体组织；随后进行淬火处理，在下贝氏体转变温度阶段保温一定时间产生下贝氏体后，立即进行过深冷处理，得到少量含有位错的奥氏体，并且碳化物分布均匀、析出增多；最后进行回火。通过上述处理，高碳铬钢组织超细化，残余奥氏体含量低、位错密度高、稳定性高，碳化物析出量增多分布均匀，残余应力减少，且含有一定量的下贝氏体组织，增加了钢材的冲击韧性与尺寸稳定性，使钢材在使用过程中，尺寸更加稳定，增加使用寿命。

2、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

3、一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，包括以下步骤:

4、以5~10℃/min的升温速率加热到920~1000℃，保温20~30min，随后进行等温热变形，变形量达到60%~80%，变形后降温到850~920℃，保温3~15min。

5、优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，以5~8℃/min的升温速率加热至920~980℃，保温20~25min。

6、优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，在920~980℃，进行热变形，变形量达到70%~80%。

7、优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，在880~920℃保温4~10min。

8、进一步，温度降到200~300℃，保温120~180min后，立即在零下170~190℃进行深冷处理，并保温120~240min。

9、优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，温度降到230~280℃，保温150~180min。

10、优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，在零下170~180℃进行深冷，保温150~200min。

11、进一步，以5~10℃/min升温速率加热至150~300℃，保温120~240min。

12、优选地，在本发明提供的技术方案的基础上，以5~8℃的升温速率加热至160~280℃，保温150~180min。

13、与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、本发明提供一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，通过等温热变形与分段保温细化组织，在下贝氏体转变温度阶段保温一定时间、随后进行深冷处理，使其含有一定量的下贝氏体组织，并且残余奥氏体含量低、位错密度高、稳定性高，碳化物析出增多分布均匀，淬火应力低，解决高碳铬钢在服役过程中出现尺寸不稳定性问题。

技术特征：

1.一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，其特征在于，以5~10℃/min的升温速率加热到920~1000℃，保温20~30min，随后进行等温热变形，变形量达到60%~80%，变形后温度降到850~920℃保温3~15min。

3.按照权利要求1所述的提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，其特征在于，温度降到200~300℃，保温120~180min后立即进行深冷处理，在零下170~190℃保温120~240min。

4.一种权利要求1~3任一项所述的提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺得到的高碳铬钢。

技术总结
本发明是一种提高高碳铬钢尺寸稳定性的形变热处理工艺，属于材料热处理技术领域。该技术步骤如下：对高碳铬钢一次性加热到AC3温度线以上，保温一定时间后进行等温热变形，随后降温到奥氏体完全再结晶区低温段保温一定时间；淬火至下贝氏体转变温度并保温一定时间，随后立即进行深冷处理；最终进行回火。本发明优点在于通过上述形变热处理后的高碳铬钢，组织超细化，残余奥氏体含量低、位错密度高、稳定性高，碳化物析出增多分布均匀，使工件在使用过程中减少组织转化的可能性，尺寸稳定性更高，增加使用寿命。

技术研发人员：李辉,张博,吴冰冰,刘晓明,孙刚飞,高文丽
受保护的技术使用者：山东理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13