[发明专利]一种低合金耐磨钢的热处理工艺

说明书

本发明公开一种低合金耐磨钢的热处理工艺，包括以下步骤：将熔炼获得的钢材料加热至820‑880℃进行奥氏体化处理；钢材料进行等温淬火；钢材料在高于Ms点以上的温度保温，Ms点以上的温度即330‑390℃之间的某一温度，进行碳配分处理；钢材料进行回火处理。本发明通过淬火‑碳配分‑回火工艺的配合，有效地改善了渗碳层的组织和性能，在保证硬度的前提下增加了钢的韧性，克服了工件易断裂、磨损量大的问题。

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别是一种高强韧性低合金耐磨钢的热处理工艺。

背景技术

低合金耐磨钢是合金成分总含量在5%以下的钢，其合金元素主要有硅、锰、铬、镍、钼等，合金元素在低合金耐磨钢中主要是起提高淬透性和淬硬性的作用。低合金耐磨钢是很有发展前途的一类耐磨材料，具有良好的综合性能，合金含量低，价格较低，生产灵活方便。由于其化学成分、热处理工艺可在很大范围内变化，最终产品的机械性能指标差距很大，硬度为40-60HRC，冲击韧性为10-100J/cm2，因此可根据易损件的应用工况条件，分析其主要磨损机制，优化和选择合金钢的化学成分和机械性能，从而达到最经济合理的选用。

低合金耐磨钢主要应用于工作条件恶劣的工程、采矿、建筑、农业、水泥生产等机械设备上，如挖掘机、装载机、推土机等。不仅需要较高的硬度来抵抗磨损还需要有一定的耐冲击能力。用户根据不同的使用条件，对耐磨钢产品性能的需求也存在差异，应采用具有不同硬度和韧性配合的耐磨钢来实现延长机械设备使用寿命的目的。目前低合金耐磨钢在生产中通常冲击韧性较低且不稳定，从而导致强烈冲击条件下工件断裂、耐磨性能差等问题。现有技术中低合金耐磨钢的生产主要通过淬火来提高钢板硬度，而淬火后钢板往往得到了较高的硬度，却得不到较好的冲击韧性。而低温回火对韧性改善不明显，中温回火又会产生回火脆性，高温回火后冲击韧性会有明显提高但硬度又得不到保证。由此可见，在保证低合金耐磨钢硬度的前提下提高其冲击韧性，对提高工件使用寿命和降低成本具有重要的经济意义。

发明内容

本发明提供了一种低合金耐磨钢的热处理工艺，可在保证低合金耐磨钢硬度的前提下提高其冲击韧性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种低合金耐磨钢的热处理工艺，包括以下步骤：

S1.将熔炼获得的钢材料进行奥氏体化处理；

S2.钢材料进行等温淬火；

S3.钢材料在高于Ms点以上的温度保温，所述Ms点以上的温度即330-390℃之间的某一温度，进行碳配分处理；

S4.钢材料进行回火处理。

本发明在淬火和回火工艺之间增加了碳配分处理，能改善渗碳层的组织和性能。

优选的，所述步骤S2中，等温淬火所用的介质为硝酸盐；更优选的，等温淬火所用的介质为KNO3和NaNO3的混合物，KNO3的质量分数为40~50%，余量为NaNO3；其中，以，KNO3的质量百分比为50%、余量为NaNO3的配比为最佳。

优选的，等温淬火温度为235-290℃，保温时间为1-5min。

优选的，所述步骤S3中，碳配分在盐浴炉中进行，所用的介质为硝酸盐。更优选的，碳配分所用的介质为NaNO3。

优选的，所述步骤S3中，碳配分保温时间为1-10min，

优选的，所述步骤S4中，回火温度为290-350℃，保温时间为30-90min。