[发明专利]用低合金钢制作超低温钢的热处理方法

说明书

技术领域

本发明属于机械制造铸造技术领域，涉及一种用低合金钢制作超低温钢的热处理方法。

背景技术

目前，我国的低温用铸造低合金钢性能：钢号为ZG16Mn在热处理规范900℃正火、600℃回火时，V型缺口冲击功J（-40℃）为12，使用温度℃为-40℃；钢号为ZG09Mo2V在热处理规范930℃正火、670℃回火时，V型缺口冲击功J（-70℃）为24，使用温度℃为-70℃；钢号为ZG06MnNb在热处理规范900℃正火时，V型缺口冲击功J（-70℃）为18.5，使用温度℃为-90℃；钢号为ZG06AlNbCuN在热处理规范900℃正火时，V型缺口冲击功J（-60℃）为33，V型缺口冲击功J（-80℃）为40，V型缺口冲击功J（-100℃）为1.1，使用温度℃为-100℃。

从上可以看出，低合金钢的最低使用温度为-100℃，而ZG16Mn的最低使用温度为-40℃，且冲击功只有12J。

以往的低合金钢，用现有的热处理工艺，制作不出来超低温钢铸件；必须采用高合金钢铸造件，因此铸件的制作成本很高。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种用低合金钢制出-100℃～-175℃之间的低温用铸钢件，能大大降低了原材料成本的用低合金钢制作超低温钢的热处理方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用低合金钢制作超低温钢的热处理方法，所选用的低合金钢的化学组成及质量百分比含量是: C为0.16～0.18、Si为0.20～0.38、Mn为1.6～1.8、Al为≤0.02 、Cu为≤0.01、S为≤0.025 、P为≤0.025、RE为0.12～0.24、Pb为≤0.001、Sn为≤0.001；

其工艺步骤是：将铸件加热到920℃，升温速度≤150℃，保温3小时后水冷，再降温至150℃时立刻回火，回火时，将铸件加热到720℃，升温速度≤150℃，保温2小时后停电炉冷至600℃时再进行空气冷却。

热处理时所用设备是：150KW台车式电阻炉，要求温控精度+-5℃；两台5KW轴流风机、吊篮两个。

在热处理时，铸件在台车上的摆放：铸件摆放时，铸件之间须留出井字形的间隙，间隙宽度≥30MM。

在热处理时，铸件入炉温度≤200℃。

在热处理时，铸件出炉入水时间≤30秒。

在热处理时，当铸件回火时，当加热到720℃，保温2小时，停电炉冷至600℃出炉后，立即启动两台轴流风机对准铸件鼓风冷却，降温至530℃时停止鼓风，在空气中自然冷却。

本发明的积极效果是: 本发明采用低合金钢材料，通过特定的热处理，制出-100℃～-175℃之间的低温用铸钢件，大大降低了原材料成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

一种用低合金钢制作超低温钢的热处理方法，所选用的低合金钢的化学组成及质量百分比含量是: C为0.16～0.18、Si为0.20～0.38、Mn为1.6～1.8、Al为≤0.02 、Cu为≤0.01、S为≤0.025 、P为≤0.025、RE为0.12～0.24、Pb为≤0.001、Sn为≤0.001；其工艺步骤是：将铸件加热到920℃，升温速度≤150℃，保温3小时后水冷，再降温至150℃时立刻回火，回火时，将铸件加热到720℃，升温速度≤150℃，保温2小时后停电炉冷至600℃时再进行空气冷却。

热处理时所用设备是：150KW台车式电阻炉，要求温控精度+-5℃；两台5KW轴流风机、吊篮两个。

在热处理时，铸件在台车上的摆放：铸件摆放时，铸件之间须留出井字形的间隙，间隙宽度≥30MM。

在热处理时，铸件入炉温度≤200℃。

在热处理时，铸件出炉入水时间≤30秒。

在热处理时，当铸件回火时，当加热到720℃，保温2小时，停电炉冷至600℃出炉后，立即启动两台轴流风机对准铸件鼓风冷却，降温至530℃时停止鼓风，在空气中自然冷却。

本发明采用低合金钢材料，通过特定的热处理，制出-100℃～-175℃之间的低温用铸钢件，大大降低了原材料成本。

本发明通过特定的热处理工艺，使得改性低合金钢铸件使用的最低温度为-175℃，-46℃时，冲击功不低于18J。

热处理时，淬火时在α+β两相区内完成，回火时促使回转奥氏体的形成。

热处理：淬火：根据设定的化学成分，严格执行淬火工艺，促使逆转变奥氏体的形成，以期吸收有害杂质；回火：根据设定的化学成分，严格执行回火工艺，以期阻止裂纹扩展，从而提高低温冲击功。