中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法
【专利摘要】本发明公开一种中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法，该方法包括如下步骤：（1）中碳高淬透性合金调质钢工件装入炉温为600℃以下的加热炉，在600±50℃保温1-2小时；（2）经步骤（1）处理后，炉温升至临界点Ac3＋(30～80)℃的温度后，保温T分钟，其中，T=KD，K为0.6～1.2min/mm，D为工件的有效厚度；（3）经步骤（2）处理后，工件浸入淬火介质，冷却至50-250℃后取出。该方法能显著缩短中碳高淬透性合金调质钢奥氏体化保温时间，节约能耗，改善了作业环境，增加有效硬化层深度，提高淬火硬度均匀性，减少了脱碳，避免淬火变形、开裂。
【专利说明】中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于热处理淬火领域，具体涉及一种中碳高淬透性合金调质钢的淬火方 法。
【背景技术】
[0002] 钢材按照淬透性分为低、中、高三类，对高淬透性调质钢来说油淬临界直径大于 60_。目前传统高淬透性合金调质钢制件的热处理淬火工艺一般是：钢在临界点Ac3温度 +30?50°C入炉，在该温度下经过均温保温后放入油中迅速冷却淬火，Ac3为加热时铁素体 全部转变成奥氏体的终了温度。传统的淬火奥氏体化保温时间较长，能耗大，淬火油在高温 中挥发，容易导致环境污染。随着水溶液聚合物类淬火介质的普及与应用以及对淬火冷却 过程机理研究的深入，引进计算机模拟方法对淬火冷却过程中的瞬态温度场、组织转变、应 力应变的三维计算机仿真模拟，使淬火冷却技术在近十几年来有了长足的发展，从单一淬 火介质的不可控冷却过程发展了淬火冷却控制技术，发展了一些新的淬火冷却技术，控时 浸淬冷却技术就是其中之一，但对于中碳高淬透性合金调质钢制件，钢的裂纹敏感性和白 点敏感性均较大，因其碳当量较高，难于用深冷急冷的强烈淬火方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是对现有中碳高淬透性合金调质钢制件的热处理淬火工艺进行改 进，提供一种改进的中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法。
[0004] 本发明实现上述目的所采用的技术方案如下： 中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法，包括如下步骤： (1) 中碳高淬透性合金调质钢工件装入炉温为600°c以下的加热炉，在600±50°C保温 1-2小时； (2) 经步骤（1)处理后，炉温升至临界点Ac3 + (30?80) °C的温度后，保温T分钟，其 中，T=KD，K为0· 6?1. 2min/mm，D为工件的有效厚度； (3) 经步骤（2)处理后，工件浸入淬火介质，冷却至50-250°C后取出。
[0005] 进一步，步骤（3)所述淬火介质为5-15wt%的NaCl水溶液或2-25 wt %PAG淬火 液。
[0006] 有益效果 1、本发明的淬火方法能增快钢件相变重结晶速度，从而显著缩短中碳高淬透性合金调 质钢奥氏体化时的保温时间，节约能耗。
[0007] 2、用NaCl水溶液或PAG淬火液(为聚烷撑乙二醇类淬火介质)取代淬火油，免除了 油在高温中挥发所致的环境污染，改善了作业环境，同时通过控制工件出淬火介质时的温 度，还能增加淬火件的有效硬化层深度，得到更多的细板条马氏体。
[0008] 3、采用本发明的淬火方法可以显著提高工件的屈服强度和冲击吸收能量，有效提 高钢件的强韧性，尤其是低温冲击韧性。
[0009] 4、采用本发明的淬火方法可以在大截面工件上得到比较细小而均匀的奥氏体晶 粒，减少了脱碳，避免淬火变形、开裂，提高淬火硬度均匀性。
【具体实施方式】
[0010] 以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。
[0011] 本发明处理的中碳高淬透性合金调质钢如40CrNiMoA、34CrNi IMo、34CrNiMo6、 34CrNi3Mo、30Cr2Ni2Mo 等合金调质钢。
[0012] 实施例1 以长为11米，Φ 155 mm的40CrNiMoA合金调质钢（临界点Ac3温度为790°C )最终硬 度要求32?37HRC为例。
[0013] 将40CrNiM〇A合金调质钢工件装入炉温为450°C的加热炉中，随炉升到 600±50°C，在该温度下保温1小时后，全功率将炉温升到840°C，按照T=KXD，其中， K=0. 8min/mm，D为工件的有效厚度（_，采用等效圆计算有效厚度，此处D=155mm)，确定工 件在840°C下的停留时间T(min)，使工件透烧即可。以NaCl水溶液为淬火介质，将透烧后的 工件从炉内取出，迅速浸入NaCl水溶液中，用搅拌器以1440r/min以上的转速剧烈搅拌淬 火介质，NaCl水溶液浓度控制在5-15wt%即可，工件最终出淬火液的温度控制在50-250°C (应保证使工件最厚部位< 250°C，最薄部位> 50°C，在生产现场应用秒表并配合远红外测 温仪控制)，淬火烈度Η为2-5。
[0014] 传统淬火为：将相同工件直接装入炉温840°C的加热炉中，保温温度840°C，保温 时间T=akD，加热系数α取1.5 min/mm，工件装炉修正系数k取1. 1，D=155mm，保温后迅 速浸入常规的淬火油，出油温度控制在150°C以下。
[0015]
【权利要求】
1. 中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法，包括如下步骤： (1) 中碳高淬透性合金调质钢工件装入炉温为600°c以下的加热炉，在600±50°C保温 1-2小时； (2) 经步骤（1)处理后，炉温升至临界点Ac3 + (30?80) °C的温度后，保温T分钟，其 中，T=KD，K为0· 6?1. 2min/mm，D为工件的有效厚度； (3) 经步骤（2)处理后，工件浸入淬火介质，冷却至50-250°C后取出。
2. 根据权利要求1所述中碳高淬透性合金调质钢的淬火方法，其特征在于，步骤（3)所 述淬火介质为5-15wt%的NaCl水溶液或2-25 wt %的PAG淬火液。
【文档编号】C21D1/18GK104109738SQ201410345680
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】张虹, 马秀英, 付跃利, 刘占斌, 赵春江 申请人:巨力索具股份有限公司