[发明专利]一种高强度中厚钢板感应回火方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高强度中厚钢板感应回火方法，属于热处理工艺。

背景技术

淬火后的回火是用来增加钢的韧性，消除内应力，提高尺寸稳定性和均匀性的重要热处理工艺。传统的回火方法是在箱式电阻炉、燃气炉或红外炉中进行。回火时间长，耗能高，操作繁琐，批量加工时有由于炉体空间限制无法保证回火质量，生产效率低，生产成本高，无法适应现今环保、节能的生产理念。随着热处理设备更新换代，一种可以适应当前连续、快速生产要求的回火工艺应运而生。

发明内容

本发明的目的在于提供可以在达到更高的性能要求的同时，实现操作简便，节约时间，减少能耗，降低成本的一种高强度中厚钢板的在线回火方法。

本发明解决的技术问题所采用的技术方案是：

本发明使用中频感应加热，频率控制在70～80Hz。对钢板进行单侧表面加热，感应加热器与钢板距离控制在80～100mm。回火保温温度430～460℃，保温时间5～10min。然后空冷。

本发明的有益效果是：更好地提高韧性，消除内应力，提高钢板尺寸稳定性和均匀性。与传统回火工艺相比，极大地缩短了回火保温时间，应力松弛效果与韧性得到显著增强。工艺简单，方便操作，节约空间。且适应能力更强，可灵活运用与各种离线、在线热处理工艺中。

附图说明：

图1为本发明回火工艺曲线图；

图2为Q345R钢传统回火450℃保温1h时的组织图；

图3为Q345R钢感应回火450℃保温7min时的组织图；

图4为Q550D钢板传统回火450℃保温2h的组织图；

图5为Q550D钢板感应回火450℃保温10min的组织图；

图6为Q550D钢板感应回火450℃保温10min与传统回火450℃保温2h应变曲线图。

具体实施方式

回火温度越高，钢板应力松弛效果与韧性越好，但相应的硬度与强度会有一定的下降。回火温度根据钢板的材质与尺寸进行调整，钢板厚度增加要相应的降低加热频率延长保温时间，以保证回火质量。

实施例1：Q345R钢板，厚度10mm。加热频率：80Hz。回火温度：450℃，保温时间：7min，冷却方式：空冷。

Q345R钢板淬火处理工艺为950℃保温1h后，在质量分数为的10%的NaCl溶液中淬火。之后对Q345R钢板分别进行上述的感应回火和箱式电阻炉内进行的传统回火，进行对比试验。

通过对Q345R钢的不同回火方法的显微组织的观察与分析，如图2和图3所示，两种回火方法的得到的组织均为回火托氏体组织。与传统回火相比本发明提出的感应回火所得到的回火组织马氏体分解更加完全，晶粒更细小，组织较均匀，析出物弥散程度更高。

由表1对比-40℃下传统回火处理后试样的冲击功与感应回火试样的冲击功可知：在同样的回火温度下经过本发明的感应回火处理后，试样冲击功更大，这也说明在感应回火后得到的组织更加的细小，低温冲击韧性更强。

表1温度-40℃下普通回火和感应回火冲击功对比

实施例2：Q550D钢板，厚度20mm。加热频率：70Hz。回火温度：450℃，保温时间：10min，冷却方式：空冷。

Q550D钢板淬火处理工艺为910℃保温1h后水淬。之后对Q550D钢板分别进行上述的感应回火和箱式电阻炉内进行的传统回火，进行对比试验。

通过对Q550D钢的不同回火方法的显微组织的观察与分析，如图4和图5所示，两种回火方法的得到的组织均为回火托氏体组织。与传统回火相比本发明提出的感应回火所得到的回火组织马氏体分解更加完全，晶粒更细小，组织较均匀，析出物弥散程度更高。

使用裂纹柔度法对Q550D钢感应回火和传统回火试样的应力松弛效果进行测试。其原理是在试样表面引入一条深度逐渐增加的裂纹来释放残余应力，通过测量物体表面特定点的应变值来表征残余应力的大小。设板材为均匀连续材料，残余应力沿钢板的长度、厚度方向的分布基本不变。只沿宽度方向存在较大的应力梯度。裂纹的引入在数控线切割机床上进行使用线切割，每切割2mm，待应变数值稳定后，记录一次对应的应变值，直至切断。如图5所示，横坐标为裂纹深度，纵坐标为应变值，0#为淬火态试样的应变曲线，1#为传统450℃保温2h的应变曲线，2#为感应450℃保温10min的应变曲线。Q550D钢感应回火在相同的回火温度下整体应力松弛效果更好，在保温时间方面更是远远少于传统回火，这很大地加强了感应回火应力松弛的效率。