[发明专利]一种提高合金钢韧性的方法

说明书

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种提供合金钢韧性的方法。

背景技术

合金钢已有一百多年的历史了。工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后半期。当时由于钢的生产量和使用量不断增大，机械制造业需要解决钢的加工切削问题，1868年英国人马希特(R.F.Mushet)发明了成分为2.5％Mn-7％W的自硬钢，将切削速度提高到5米/分。随着商业和运输的发展，1870年在美国用铬钢(1.5～2.0％Cr)在密西西比河上建造了跨度为158.5米的大桥；由于加工构件时发生困难,稍后,一些工业国家改用镍钢(3.5％Ni)建造大跨度的桥梁。与此同时，一些国家还将镍钢用于修造军舰。随着工程技术的发展，要求加快机械的转动速度，1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910年又发展出了18W-4Cr-1V型的高速工具钢，进一步把切削速度提高到30米/分。可见合金钢的问世和发展，是适应了社会生产力发展的要求，特别是和机械制造、交通运输和军事工业的需要分不开的。

铬，在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。然而在含铬合金有其显著优点的同时，也有其缺点，铬的加入会降低塑性和韧性。通常可以通过添加其他的金属元素来调节合金钢的韧性，例如，加入镍，可以保持良好的塑性和韧性；加入钒，可以提高强度和韧性；加入铝可以提高冲级韧性。但是，合金中元素的增加，往往会带来成本提高、制备工艺复杂等缺点。

发明内容

发明目的：现有技术中通过化学元素的加入调节合金钢的韧性，本发明通过热处理的方式对含铬合金钢进行韧性的提高。

技术方案：本发明提供了一种提高合金钢韧性的方法，具体步骤为：将合金钢进行加热，在850℃，加热30s，800℃，加热120s，920℃，加热60s，在空气中停留20s，置入第一冷却介质中，当合金钢温度冷却至390～410℃时，立即置入第二冷却介质中，然后再次加热，使其表面温度达到140～160℃时，喷射第三冷却介质。

所述的第一冷却介质为温度为35～40℃的水。

所述的第二冷却介质为含有氯化钠、硝酸钠、硫酸钾的水溶液，其温度为40～42℃。所述的第二冷却介质中各组分的质量含量为：氯化钠6％、硝酸钠1％、硫酸钾1.5％。合金钢在第二冷却介质中的停留时间为5s。

所述的第三冷却介质为温度为15～20℃的水。所述的第三冷却介质喷射的压力为0.01～0.4MPa，流量密度为20～250L/(m²·s)。所述的第三冷却介质喷射时间为2～10s。

有益效果：本发明通过对合金钢的热处理，关键是控制含铬合金钢在不同冷却介质中的停留时间，有效的减少了合金钢材料的内应力，降低其变形和开裂倾向，同时，减少了二次加热过程中合金钢的表面氧化，提高了合金钢的表面质量，强韧性较好。经本发明所述方法调质处理后的合金钢具较好的韧性和塑性

具体实施方式：

实施例1

将合金钢进行加热，在850℃，加热30s，800℃，加热120s，920℃，加热60s，在空气中停留20s，置入40℃的水中，当合金钢温度冷却至410℃时，立即置入温度为42℃的混合溶液(氯化钠6％、硝酸钠1％、硫酸钾1.5％)中，停留时间为5s。然后再次加热，使其表面温度达到160℃时，向其喷射温度为15～20℃的水。喷射的压力为0.4MPa，流量密度为250L/(m²·s)。喷射时间为10s。

将处理后的样件作90～180°弯曲，无裂纹，无镀层脱落。

实施例2

将合金钢进行加热，在850℃，加热30s，800℃，加热120s，920℃，加热60s，在空气中停留20s，置入35℃的水中，当合金钢温度冷却至390℃时，立即置入温度为40℃的混合溶液(氯化钠6％、硝酸钠1％、硫酸钾1.5％)中，停留时间为5s。然后再次加热，使其表面温度达到140℃时，向其喷射温度为15℃的水。喷射的压力为0.01MPa，流量密度为20L/(m²·s)。喷射时间为2s。

将处理后的样件作90～180°弯曲，无裂纹，无镀层脱落。

实施例3