[发明专利]一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法

说明书

本发明涉及一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，将满足化学成分要求的气缸盖锻件利用锻后预热进行淬火热处理，当气缸盖模锻后表面温度为890～920℃时，气缸盖模锻后入水冷却；热处理炉按升温速度40～60℃/小时升温，当炉内温度达到650±10℃时开始保温，保温时间按0.8～1min/mm计算，最后随炉冷却。机械性能指标为：Rm540～690min/MPa、Rp0.2≥340min/MPa、A5≥18min/％、Z≥45min/％、AKV≥25min/J、HB160～200。采用本发明能量消耗少，方法简单易操作，耗时短，产品流转时间快，并有利于产品向下道工序流转，有利于生产。

技术领域

本发明涉及一种热处理方法，具体涉及一种20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法。

背景技术

气缸盖的作用是密封气缸，与活塞共同形成燃烧空间，并承受高温高压燃气的作用。气缸盖承受气体力和紧固气缸螺栓所造成的机械负荷，同时还由于与高温燃气接触而承受很高的热负荷，因此气缸盖应有足够的强度和刚度。

目前，对20CrMoVS大型船用气缸盖锻件热处理方法主要锻后退火，粗加工后进行调质热处理。退火的目的主要是消除锻造应力及降低钢中的氢含量，避免产生白点及氢脆危害；调质热处理的主要目的是满足产品使用力学性能。

传统的热处理方法比较繁琐，且热处理周期长，生产流转缓慢。本发明根据所涉及的20CrMoVS大型船用气缸盖锻件的机械性能指标要求及锻造方法，采用了更为节能的热处理方式，利用锻后余热进行淬火火热处理。此种方式更为简便，锻后可在锻造车间直接进行热处理，且时间短，能耗少，生产流转迅速。

发明内容

本发明为了克服上述技术缺陷，提供一种节能、产品流转时间快且热处理后机械性能指标优的20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法。

为了实现上述目的，本发明的20CrMoVS大型船用气缸盖锻后热处理方法，20CrMoVS气缸盖锻件化学成分按重量百分比包括：C:0.17～0.22％、Si:0.17～0.37、Mn:0.95～1.10％、P≤0.035％、S≤0.035％、Cr:0.90～1.10％、Ni≤0.40％、Mo:0.40～0.50％、Cu≤0.25％、V:0.08～0.12％、Nb≤0.005％；

当气缸盖模锻后表面温度为890～920℃时，气缸盖模锻后(直接)入水冷却；冷却后装入热处理炉中(装炉温度不限)加热，热处理炉按升温速度40～60℃/小时升温，当炉内温度达到650±10℃时开始保温，保温时间按0.8～1min/mm计算；保温时间结束后，停止加热，气缸盖锻件在炉内随炉冷却至300℃以下出炉。

进一步地，所述Si的含量为0.26～0.27％。

进一步地，所述P的含量为0.013～0.014％。

进一步地，所述S的含量为0.007～0.008％。

进一步地，所述Cr的含量为0.99～1.01％。

进一步地，所述Mo的含量为0.44～0.45％。

进一步地，所述Cu的含量为0.03～0.04％。

进一步地，所述V的含量为0.104～0.108％。

进一步地，所述气缸盖模锻后入水冷却1～2h后，空冷8～12h。

进一步地，所述气缸盖模锻后表面温度为910～920℃。

终锻温度及合金元素决定了气缸盖产品性能。本发明所需气缸盖产品是经锻造后获得晶粒较细且均匀的奥氏体组织，为以后冷却转变做组织准备，终锻温度过高锻件晶粒组织过大，且淬火时温度应力较大，产品容易开裂，终锻温度过低不能满足所需均匀且细小的奥氏体组织，产品性能难以保证，因此，终锻温度(即锻后表面温度)为890～920℃。