[发明专利]一种F65钢锻件的热处理方法

说明书

本发明涉及钢铁生产技术领域，具体涉及一种F65钢锻件的热处理方法，其中正火温度为920～940℃，保温一段时间后出炉空冷；淬火温度为900～920℃，保温一段时间后出炉水冷；回火温度为620～640℃，保温一段时间后出炉水冷；且上述正火可重复1～2次，在淬火和回火之间可增加1～2次前置回火处理，前置回火处理中出炉后空冷；同时要求F65钢锻件在锻造最后进行炉冷。通过锻后炉冷，降低正火温度，多次进行正火和增加前置回火，提高回火温度及回火进行水冷，细化了晶粒，强化了基体组织，避免了回火脆性，提高了F65钢锻件的力学性能。

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，具体涉及一种F65钢锻件的热处理方法。

背景技术

ASTM A694《高压用锻制碳钢、合金钢管道法兰、锻制管配件、阀门和零件》中的F65材质是一种极高强度、低温韧性好的低碳低合金钢，对其性能的规范要求值为，热处理后的T/2和T/4的纵向、横向位置抗拉强度≥530MPa，屈服强度≥450MPa，延伸率≥20％，收缩率≥35％，-46℃的低温环境下冲击韧性Akv的单次值≥60J、平均值≥73J。现有技术中常用的热处理工艺为：1)正火：升温至960℃，保温5～6h，空冷；2)淬火：升温至920℃，保温5～6h，水冷；3)回火：升温至350℃，保温4h，继续升温至550℃，保温6～7h，空冷。

但上述现有技术中的热处理工艺只能使有效壁厚在300mm以下的F65钢锻件在低温环境下达到性能规范要求值，对于有效壁厚在400～700mm的F65钢锻件，由于其原始铸态组织晶粒粗大，材料的化学成分和淬透性所限，心部难以通过大力变形充分细化晶粒、均匀成分，锻后依然有粗晶和铸态组织残留，常规热处理后强度指标和低温冲击指标难以达到技术要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，克服现有技术中对F65钢的热处理工艺无法使有效壁厚在400～700mm的F65钢锻件达到力学性能规范要求值的缺陷，从而提供一种F65钢锻件的热处理方法。

为此本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种F65钢锻件的热处理方法，包括如下步骤：

S1：正火，将F65钢锻件升温至正火温度920～940℃，保温t1，出炉，空冷至＜50℃；

S2：淬火，升温至淬火温度，保温t2，出炉，水冷至＜50℃；

S3：回火，先升温至310～330℃，保温2～4h，继续升温至回火温度620～640℃，保温t3，出炉，水冷至＜50℃。

本发明中所述F65钢锻件是由F65钢连铸坯经过锯切，锻造得到的。其中，锻造为领域内常规工艺。典型非限定性地，具体操作为：

(1)下料：将连铸坯锯切为需要规格，长度/直径＝0.3～1.0；

(2)锻造加热：在锻造加热炉将坯料加热至1200～1240℃，保温4～5h，出炉锻造；

(3)第一次拔长：拔长坯料，拔长比为2.0～2.5；

(4)第一次镦粗：镦粗比为2.0～2.5；

(5)第二次拔长：拔长比为2.0～2.5；

(6)第二次镦粗：镦粗比为2.0～2.5；

(7)第三次拔长：拔长至最终尺寸；

(8)冷却。

本发明中，F65钢连铸坯可通过市售渠道获取，也可自制，制备工艺为领域内常规，一般包括电炉冶炼或转炉冶炼、炉外精炼、真空脱气等工序。