一种细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁材料普通热处理技术领域，特别涉及一种细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法。
【背景技术】
[0002]50钢是中碳优质碳素结构钢，通常在调质或正火状态下使用，综合力学性能好，广泛应用于制造轴类、齿轮等零件。在调质或正火处理时，为了获得良好的韧性和硬度等性能要求，人们希望在加热时能获得细小的奥氏体晶粒尺寸。影响奥氏体晶粒尺寸的因素有加热制度和原始组织等，因此细化50钢奥氏体晶粒尺寸的传统热处理工艺有快速加热短时保温、降低加热温度和循环加热淬火等手段。但是上述工艺方法存在奥氏体未充分均匀化、保温时间长、细化晶粒效果有限等问题。有鉴于此，本发明提出一种细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服上述传统工艺存在的问题，基于奥氏体形核长大理论，提供一种细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法。
[0004]本发明的思路:采用电接触加热或感应加热等快速加热手段和分级冷却、短时保温工艺，实现细化50钢奥氏体晶粒的加热优化过程。
[0005]具体步骤为:
将50钢棒材按加热速度为0.1-1OOO0C /s快速加热至1000°C ~1050°C，保温l~10s后进行分级冷却和短时保温逐步冷却到790~850°C并保温5~3600s，然后在空气中静置或进行常规淬火冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺；其中分级冷却的步数不限，短时保温的时间为l~60s。
[0006]所述50钢棒材为圆棒或方棒，其中圆棒直径为5~100mm，方棒边长为5~100mm。
[0007]本发明方法优选的分级冷却步数为4步，首先快速冷却至950~1000°C保温l~10s，再快速冷却至900~950°C保温l~10s，继续快速冷却至850~900°C保温l~10s，最后快速冷却至 790~850°C保温 5~3600s。
[0008]本发明方法优选的分级冷却速度3 1°C/S。
[0009]与现有的50钢热处理工艺相比，本发明具有以下优点:
(I)工艺简单，无需增加复杂设备，成本较低，对生产工艺流程影响不大，便于推广。
[0010](2)可使传统热处理后的奥氏体晶粒度由8~10级提高到10~14级。
【具体实施方式】
[0011]实施例1:
将50钢棒材(圆棒，直径为1mm)采用电接触快速加热(加热速度:0.5°C/s)至1050°C保温5s后进行分级冷却+短时保温，首先快速冷却(冷却速度为1°C /s)至1000°C保温5s，然后快速冷却(冷却速度为2°C /s)至930°C保温5s，继续快速冷却(冷却速度为1°C /s)至870°C保温5s，最后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至820°C保温360s，然后在空气中静置冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺。
[0012]实施例2:
将50钢棒材(圆棒，直径在25mm)采用台车式电炉快速加热(加热速度:2°C/s)至1050°C保温5s后进行分级冷却+短时保温，首先快速冷却(冷却速度为2°C /s)至950°C保温5s，然后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至900°C保温5s，继续快速冷却(冷却速度为1°C /s)至850°C保温5s，最后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至790°C保温2600s，然后在空气中静置冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺。
[0013]实施例3:
将50钢棒材(圆棒，直径为30mm)采用感应加热快速加热(加热速度:10 °C/s)至1020°C保温5s后进行分级冷却+短时保温，首先快速冷却(冷却速度为1°C /s)至950°C保温5s，然后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至900°C保温5s，继续快速冷却(冷却速度为1°C /s)至850°C保温5s，最后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至810°C保温2000s，然后在空气中静置冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺。
[0014]实施例4:
将50钢棒材(方棒，边长为15mm)采用电阻加热快速加热(加热速度:3°C/s)至1050°C保温5s后进行分级冷却+短时保温，首先快速冷却(冷却速度为1°C /s)至1000°C保温2s，然后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至950°C保温2s，继续快速冷却(冷却速度为1°C /s)至900°C保温2s，最后快速冷却(冷却速度为1°C /s)至850°C保温5s，然后进行常规淬火冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺。
[0015]实施例5:
将50钢棒材(方棒，边长为50mm)采用离子束加热快速加热(加热速度:100°C /s)至1100°C保温Is后进行分级冷却+短时保温，首先快速冷却(冷却速度为5°C /s)至1000°C保温ls，然后快速冷却(冷却速度为5°C /s)至950°C保温ls，继续快速冷却(冷却速度为5°C /s)至900°C保温ls，最后快速冷却(冷却速度为5°C /s)至850°C保温5s，然后进行常规淬火冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺。
【主权项】
1.一种细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法，其特征在于具体步骤为: 将50钢棒材按加热速度为0.1-1OOO0C /s快速加热至1000°C ~1050°C，保温l~10s后进行分级冷却和短时保温逐步冷却到790~850°C并保温5~3600s，然后在空气中静置或进行常规淬火冷却，即完成细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺；其中分级冷却的步数不限，短时保温的时间为l~60s ； 所述50钢棒材为圆棒或方棒，其中圆棒直接为5~100mm，方棒边长为5~100mm。
2.如权利要求1所述的细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法，其特征在于:分级冷却步数为4步，首先快速冷却至950~1000°C保温l~10s，再快速冷却至900~950°C保温l~10s，继续快速冷却至850~900°C保温l~10s，最后快速冷却至790~850°C保温5~3600s。
3.如权利要求1或2所述的细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法，其特征在于分级冷却速度3 re /So
【专利摘要】本发明公开了一种细化50钢奥氏体晶粒的加热工艺方法。该方法采用电接触加热或感应加热等快速加热手段和分级冷却、短时保温工艺，能够解决50钢在传统热处理细化奥氏体晶粒时存在的奥氏体未充分均匀化、保温时间长及细化晶粒效果有限等问题。主要技术特征在于加热过程采用快速加热、分级降温和短时保温的加热工艺，能够有效细化奥氏体晶粒到ASTM10~14级。同时，本发明方法工艺简单，无需增加复杂设备，成本较低，对生产工艺流程影响不大，便于推广。
【IPC分类】C21D6-00, C21D9-00
【公开号】CN104762457
【申请号】CN201510177445
【发明人】亓海全, 焦慧彬, 周伍
【申请人】桂林理工大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月15日