[发明专利]改善调质钢力学性能的热处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁热处理技术领域，特别是一种改善调质钢力学性能的热处理工艺。

背景技术

27CrMo属于中碳合金结构钢，具有较高的淬透性、良好的综合力学性能和工艺性能，其价格又比Cr-Ni钢等低廉，因此被广泛应用于机械制造、汽车和石化等行业，其最终使用状态为淬火+回火状态。27CrMo经常规热处理，虽然其强度能满足要求，但其塑韧性往往达不到要求。近年来，亚温淬火理论的出现和应用为解决这一问题提供了契机。亚温淬火因其加热温度是在奥氏体与铁素体之间的双相区域内，比普通的热处理温度低40～80℃，可以获得比较细小的马氏体和铁素体混合组织，提高其塑韧性、减少变形与裂纹等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善调质钢力学性能的热处理工艺，主要解决上述现有技术所存在的缺陷，通过本发明工艺可以获得细小的回火索氏体与铁素体混合组织，减小经淬火后的内应力，在保证强度的前提下具有良好的塑性和韧性，拓宽其应用领域。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种改善调质钢力学性能的热处理工艺，其特征在于：处理对象为27CrMo中碳合金结构钢，它包括如下步骤：

1）调质处理：将27CrMo加热到860±20℃，经保温后进行水冷至室温，然后加热到600±50℃保温，随后空冷至室温；

2）亚温淬火：将经调质处理的27CrMo加热到780±10℃，经保温后水冷至室温；

3）高温回火：将经调质处理和亚温淬火后的27CrMo加热到550±50℃，经保温后空冷至室温。

所述的改善调质钢力学性能的热处理工艺，其特征在于，所述的步骤1）中水冷降温的冷却速率为100-500℃/s，空冷降温的冷却速率为10-150℃/s。

所述的改善调质钢力学性能的热处理工艺，其特征在于，所述的步骤2）中水冷降温的冷却速率为100-500℃/s。

所述的改善调质钢力学性能的热处理工艺，其特征在于，所述的步骤3）中空冷降温的冷却速率为10-150℃/s。

本发明的优点在于：本发明通过调质处理-亚温淬火-高温回火的工艺路线，可使27CrMo获得细小的回火索氏体与铁素体混合组织，在保证具有较高强度和硬度的前提下，使其塑韧性得到一定提高。

具体实施方式

本发明公开了一种改善调质钢力学性能的热处理工艺，其处理对象为27CrMo中碳合金结构钢，它包括如下步骤：

1）调质处理：将27CrMo加热到860±20℃，经保温后进行水冷至室温，然后加热到600±50℃保温，随后空冷至室温；

2）亚温淬火：将经调质处理的27CrMo加热到780±10℃，经保温后水冷至室温；

3）高温回火：将经调质处理和亚温淬火后的27CrMo加热到550±50℃，经保温后空冷至室温。

下面结合实施例对本发明及其使用效果作详细说明：

实施例1

1）调质处理：将27CrMo加热到840℃，保温20分钟后进行水冷至室温，然后加热到580℃保温30分钟，随后空冷至室温；

2）亚温淬火：将经调质处理的27CrMo加热到770℃，保温20分钟，随后以100℃/s的冷却速率水冷至室温；

3）高温回火：将经调质处理和亚温淬火后的27CrMo加热到520℃，保温30分钟，随后空冷至室温；

经上述热处理后，27CrMo钢的屈服强度为980MPa，抗拉强度为1100MPa，冲击功为80J。

实施例2

1）调质处理：将27CrMo加热到860℃，保温30分钟后进行水冷至室温，然后加热到600℃保温45分钟，随后空冷至室温；

2）亚温淬火：将经调质处理的27CrMo加热到780℃，保温30分钟，随后以200℃/s的冷却速率水冷至室温；

3）高温回火：将经调质处理和亚温淬火后的27CrMo加热到550℃，保温45分钟，随后空冷至室温；

经上述热处理后，27CrMo钢的屈服强度为960MPa，抗拉强度为1050MPa，冲击功为90J。

实施例3

1）调质处理：将27CrMo加热到880℃，保温45分钟后进行水冷至室温，然后加热到650℃保温60分钟，随后空冷至室温；

2）亚温淬火：将经调质处理的27CrMo加热到790℃，保温45分钟，随后以400℃/s的冷却速率水冷至室温；

3）高温回火：将经调质处理和亚温淬火后的27CrMo加热到600℃，保温60分钟，随后空冷至室温；