專利名稱：消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋼材的熱處理方法，具體涉及一種消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法。
背景技術(shù)：
消除過熱組織能夠通過熱處理工藝實(shí)現(xiàn)。目前，消除過熱組織所運(yùn)用的傳統(tǒng)細(xì)化晶粒工藝，以多次常規(guī)正火工藝和950°C高溫正火工藝(即950°C高溫正火加常規(guī)正火工藝)為主，但對(duì)于不同鋼種，其應(yīng)用效果也有所不同。就20CrMnMo而言，針對(duì)這種鋼種產(chǎn)生的過熱，就有人提出了不同的解決方案。其理論依據(jù)為由于20CrMnMO中第二相質(zhì)點(diǎn)的固溶溫度比較高，在高溫奧氏體化區(qū)鍛造過程中，由于第二相質(zhì)點(diǎn)對(duì)奧氏體的晶界具有“釘扎”作用，晶粒長(zhǎng)大比較緩慢；隨著溫度的升高，第二相質(zhì)點(diǎn)集聚長(zhǎng)大，總釘扎力減小，晶粒也隨之長(zhǎng)大。當(dāng)溫度很高時(shí)，這些第二相質(zhì)點(diǎn)開始溶于晶粒內(nèi)，晶界便失去相應(yīng)的釘扎力，晶粒也很快長(zhǎng)大到該溫度所對(duì)應(yīng)的大小，形成粗大的晶粒。當(dāng)鍛造壓力較小時(shí)，這些粗大的晶粒得不到破碎和細(xì)化，在鍛后的冷卻過程中，由于冷速的不同，形成了穩(wěn)定的和非穩(wěn)定過熱組織。為了解決過熱組織的穩(wěn)定性，提出了如圖1所示的熱處理方案，試樣為40mmX40mmX40mm。這種解決20CrMnMO過熱組織穩(wěn)定性的方案，是通過高溫固溶，使得第二相質(zhì)點(diǎn)溶于奧氏體中，通過強(qiáng)冷以得到過飽和固溶體。由于第二相質(zhì)點(diǎn)來不及析出，使得穩(wěn)定的過熱組織轉(zhuǎn)變成非穩(wěn)定的過熱組織，再通過階梯式逐步降溫、多次正火的方式細(xì)化晶粒。這種熱處理方法的工藝性質(zhì)范疇是屬于固溶處理和多次正火工藝的結(jié)合，其問題和缺點(diǎn)最主要的在于，當(dāng)該工藝方法應(yīng)用于大型鑄鍛件時(shí)，其固溶效果將受到設(shè)備因素大打折扣。而且三次正火，次數(shù)多、溫度高，增加了能源的消耗、延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，工藝的適用性有所限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法，它可以對(duì)大型船用曲軸鍛件用鋼34MnV材料進(jìn)行消除過熱組織、細(xì)化晶粒。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法的技術(shù)解決方案為用于對(duì)材料為34MnV，重量不小于8噸，且過熱的船用曲軸鍛件進(jìn)行熱處理，包括以下步驟第一步，使冷態(tài)工件進(jìn)入熱處理爐，盡速升至300 士 10°C后保溫5小時(shí)，再以 ^ 600C /h的速度升溫至720°C，盡速升溫至1050士 10°C，均熱；待均熱完畢后保溫13 30 小時(shí)；待保溫結(jié)束后，將工件從爐中吊出，進(jìn)行冷卻；冷卻方式為鼓風(fēng)冷卻。冷卻至工件的溫度穩(wěn)定至周身溫度為100 150°C，使工件第二次進(jìn)爐；第二步，工件在300士 10°C的熱處理爐中保溫5小時(shí)，再以彡600C /h的速度升溫至720°C，盡速升溫至880士 10°C，均熱；待均熱完畢后保溫13 30小時(shí)；然后進(jìn)行冷卻； 冷卻方式為噴霧冷卻和/或鼓風(fēng)冷卻。冷卻至工件的溫度穩(wěn)定至周身溫度為100 150°C，使工件第三次進(jìn)爐；第三步，在300士 10°C的熱處理爐中保溫5小時(shí)，再以彡60 V /h的速度升溫至 610士 10°C，均熱；待均熱完畢后保溫14 33小時(shí)；工件出爐空冷至400°C，然后進(jìn)爐，以 ^ 400C /h的速度爐冷至< 250°C，出爐。本發(fā)明可以達(dá)到的技術(shù)效果是本發(fā)明能夠?qū)Υ笮痛们S鍛件用鋼34MnV材料進(jìn)行消除過熱組織、細(xì)化晶粒， 并且使原先過熱的曲軸鍛件的沖擊功值大幅提升，可達(dá)25 65焦耳。本發(fā)明改變了現(xiàn)有的針對(duì)20CrMnMO穩(wěn)定過熱組織問題的解決方法，能夠避免曲軸鍛件的開裂。本發(fā)明填補(bǔ)了在解決大型船用曲軸鍛件用鋼34MnV材料消除過熱組織、細(xì)化晶粒熱處理方案上的空白。本發(fā)明的熱處理方法針對(duì)性強(qiáng)，用于挽救存在過熱組織的大型船用曲軸鍛件，能夠?qū)τ捎诖嬖谶^熱組織而導(dǎo)致無法使用、打算報(bào)廢的曲軸鍛件進(jìn)行返修性熱處理，并且使得返修的成功率大大提高，能夠避免因反復(fù)熱處理返修而引起的不必要的能源浪費(fèi)，大大節(jié)省能源。本發(fā)明能夠使沖擊性能大幅提升，具有高穩(wěn)定性，能夠避免工時(shí)不必要的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)生態(tài)環(huán)境。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明圖1是現(xiàn)有技術(shù)20CrMnMo材料的解決穩(wěn)定過熱組織的熱處理方法的示意圖；圖2是船用曲軸的零件自由端軸頸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是船用曲軸的零件主軸頸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是船用曲軸的零件輸出端軸頸的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是船用曲軸的零件曲拐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法，用于對(duì)材料為34MnV，重量不小于8噸，且過熱的船用曲軸各零件的鍛件進(jìn)行熱處理，從而能夠挽救存在過熱組織的大型船用曲軸鍛件。34MnV鋼的化學(xué)成分如表1所示(單位％ )
權(quán)利要求
1.一種消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法，其特征在于用于對(duì)材料為 34MnV，重量不小于8噸，且過熱的船用曲軸鍛件進(jìn)行熱處理，包括以下步驟第一步，使冷態(tài)工件進(jìn)入熱處理爐，盡速升至300士 10°C后保溫5小時(shí)，再以< 60°C / h的速度升溫至720°C，盡速升溫至1050士 10°C，均熱；待均熱完畢后保溫13 30小時(shí)； 待保溫結(jié)束后，將工件從爐中吊出，進(jìn)行冷卻；冷卻至工件的溫度穩(wěn)定至周身溫度為100 150°C，使工件第二次進(jìn)爐；第二步，工件在300士 10°C的熱處理爐中保溫5小時(shí)，再以彡600C /h的速度升溫至 720°C，盡速升溫至880士 10°C，均熱；待均熱完畢后保溫13 30小時(shí)；然后進(jìn)行冷卻；冷卻至工件的溫度穩(wěn)定至周身溫度為100 150°C，使工件第三次進(jìn)爐；第三步，在300士 10°C的熱處理爐中保溫5小時(shí)，再以彡60°C /h的速度升溫至 610士 10°C，均熱；待均熱完畢后保溫14 33小時(shí)；工件出爐空冷至400°C，然后進(jìn)爐，以 ^ 400C /h的速度爐冷至< 250°C，出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法，其特征在于所述第一步的冷卻方式為鼓風(fēng)冷卻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法，其特征在于所述第二步的冷卻方式為噴霧冷卻和/或鼓風(fēng)冷卻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除大型船用曲軸鍛件過熱組織的熱處理方法，包括以下步驟第一步，工件進(jìn)爐，盡速升至300±10℃，再以≤60℃/h的速度升溫至720℃，盡速升溫至1050±10℃均熱保溫，冷卻；第二步，工件在300±10℃的熱處理爐中保溫5小時(shí)，再以≤60℃/h的速度升溫至720℃，盡速升溫至880±10℃均熱保溫，冷卻；第三步，在300±10℃的熱處理爐中保溫5小時(shí)，再以≤60℃/h的速度升溫至610±10℃均熱保溫，空冷，然后以≤40℃/h的速度爐冷至≤250℃，出爐。本發(fā)明用于挽救存在過熱組織的大型船用曲軸鍛件，能夠?qū)τ捎诖嬖谶^熱組織而導(dǎo)致無法使用的曲軸鍛件進(jìn)行返修性熱處理，并且使得返修的成功率大大提高，能夠避免因反復(fù)熱處理返修而引起的不必要的能源浪費(fèi)。
文檔編號(hào)C21D9/30GK102399967SQ201010284659
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月17日
發(fā)明者吳佳胤, 沈才平 申請(qǐng)人:上海重型機(jī)器廠有限公司