[发明专利]一种提高过共析碳素钢珠光体转变形核率的方法及装置

权利要求书

1.一种提高过共析碳素钢珠光体转变形核率的方法，其特征在于：通过热处理过程控制过共析钢奥氏体微区碳浓度，利用过共析钢过冷奥氏体在进行珠光体转变前，已经在微区形成了碳浓度差，来提高其珠光体转变形核率，从而满足提高过共析钢中珠光体转变形核率，获得珠光体团尺寸细化的全片层珠光体组织；

该方法包括如下步骤：

步骤1，针对碳含量超过共析点的线材首先进行预处理，通过在线奥氏体加热后，快速冷却获得片层间距小于200 nm的珠光体原始组织，完成预处理；步骤1中所述预处理是将线材在利用电加热或是高频加热的方式，加热到完全奥氏体化温度Accm点到950℃的温度区间，利用压缩空气进行喷射冷却，压缩空气压力为0.2-0.8MPa，冷却时间为1-10秒；

步骤2，再次将线材快速加热到该过共析钢相变点Accm点以上10-100 ℃的奥氏体区保温5-300秒；然后再快速冷却到Accm以下以及Ac1以上的先共析渗碳体与奥氏体的两相区区域，保持1-200秒；再次将以上线材加热到Accm点以上10-100 ℃的奥氏体区保温5-300秒；进行以上加热冷却循环步骤2-5次，由此得到精细的微区碳成分差异；步骤2中所述加热冷却循环是指线材加热到Accm以上及冷却到Accm以下的升温降温是连续进行的；通过连续的线材加热及冷却装置来实现；所述连续的线材加热及冷却装置包括用于线材的加热部分和冷却部分；加热部分由直流电流在线加热装置，或采用高频加热的方式进行；冷却部分采用压缩空气进行冷却，其出口压力在0.2-0.8MPa；加热与冷却装置在生产线上进行周期性分布；

步骤3，完成以上循环后，将线材在在共析钢相变点Accm点以上30-100 ℃的奥氏体区保温5-300秒，然后快速冷却到Ac1温度以下常规珠光体转变温度500-600 ℃区间等温完成珠光体相变。

2.根据权利要求1所述的提高过共析碳素钢珠光体转变形核率的方法，其特征在于：步骤3中所述完成珠光体相变是指当完成上述循环后，在奥氏体状态Accm点以上30-100 ℃的奥氏体区保温5-300秒后，再快速冷却到500-600℃完成珠光体相变；其快速冷却是通过压力为0.2-0.8MPa的压缩空气连续冷却来实现。

3.一种用于实现权利要求1或2所述方法的装置，其特征在于：该装置分为四个模块，即预处理模块（1），循环加热冷却模块（2），重复布置模块（3）和快速冷却模块（4）；处理时待处理线材（5）依次穿过所述四个模块；在四个模块中均设有至少一个空气压缩机（6），该空气压缩机（6）在每个模块中均位于待处理线材（5）运动路线的上方，并且每个空气压缩机（6）下方设有一个可调压冷却喷嘴（7），该可调压冷却喷嘴（7）朝向待处理线材（5）运动路线；在待处理线材（5）运动路线下方设有用于带动待处理线材（5）运动的运动导轮以及将上方传下来的冷却风向下一个模块中导送的导风槽（10）。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述运动导轮每两个作为一组，分别通过导线连接一个直流电发生器（11）的正负极，组成正极线材运动导轮（8）和负极线材运动导轮（9）。