一種中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼及其熱處理工藝和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼及其熱處理工藝和裝置，所述的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)組成按其質(zhì)量分?jǐn)?shù)計為：C0.33%～0.37%；Si0.2%～0.3%；Mn1.25%～1.5%；Cr0.25%～0.5%；Ti250ppm～500ppm；B5ppm～30ppm；N50ppm～120ppm；S0～0.03%；P0～0.03%；以及其余為Fe和不可避免的殘留元素。本發(fā)明提供的鋼材具有更高的淬透性以及更好的機械性能。本發(fā)明采用強烈淬火方式，使整個斷面的硬度轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，并利用余熱回火控制最終的強韌性，生產(chǎn)的產(chǎn)品具有抗沖擊、耐磨、使用壽命長等優(yōu)點。
【專利說明】一種中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼及其熱處理工藝和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于履帶式機械承重輪體的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼以及該結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]承重輪廣泛應(yīng)用在工程機械、農(nóng)業(yè)機械、石油機械、煤礦機械、拖拉機等履帶式行走機械的底盤中，主要用于支撐機械的重量及工作負(fù)載，同時，把直線運動轉(zhuǎn)化為承重輪體的回轉(zhuǎn)運動，從而減小摩擦損失。
[0003]目前，主要的輪體熱處理工藝，如:采用中碳錳鋼為材料，使用火焰淬火，感應(yīng)淬火或者是整體加熱局部冷卻淬火的強化方法，這種熱處理工藝生產(chǎn)的輪體具有淬硬層的深度較淺、硬度梯度大、使用壽命低等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼及其熱處理工藝和裝置，以提高生產(chǎn)而成的承重輪體的韌性、 抗沖擊性以及延長其使用壽命。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，所述的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)組成按其質(zhì)量分?jǐn)?shù)計為:
[0006]C 0.33% ~0.37% ；
[0007]Si 0.2% ~0.3% ；
[0008]Mn 1.25% ~1.5% ；
[0009]Cr 0.25% ~0.5% ；
[0010]Ti 250ppm ~500ppm ；
[0011 ] B 5ppm ~30ppm ；
[0012]N 50ppm ~120ppm ；
[0013]其余為Fe和不可避免的殘留元素。
[0014]較佳地,還包括S和P,所述S和P所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總量計小于0.03%。
[0015]本發(fā)明還提供了一種上述的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝，包括強烈淬火、冷卻以及余熱回火，所述強烈淬火的溫度為840°C~900°C，所述余熱回火的溫度為200°C~280。。。
[0016]較佳地，所述冷卻步驟中的綜合表面換熱系數(shù)大于15000W/m2K。
[0017]較佳地，所述冷卻步驟采用出爐空冷后采用強烈淬火方式。
[0018]較佳地，所述出爐空冷后采用強烈淬火方式將斷面心部溫度降至MS點后，降低冷卻強度，進入余熱回火步驟。
[0019]較佳地，通過氧化法降低P的含量。
[0020]本發(fā)明還提供了一種上述的熱處理工藝采用的熱處理裝置，包括水槽，所述水槽內(nèi)設(shè)有用于檢測溫度和濃度的檢測裝置，所述水槽的側(cè)壁及底部分別設(shè)有攪拌裝置。[0021]較佳地，所述攪拌裝置與檢測裝置分別連接至水槽外的控制器。
[0022]較佳地，所述水槽內(nèi)還設(shè)有流量檢測裝置、壓力檢測裝置以及反饋裝置，所述流量檢測裝置、壓力檢測裝置以及反饋裝置分別與所述控制器相連。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0024]本發(fā)明提供的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，通過適當(dāng)降低C的含量，來降低碳當(dāng)量，從而降低焊接與熱處理時的開裂傾向；同時添加Mn及Cr，來實現(xiàn)對淬透性的復(fù)合增加，在此基礎(chǔ)上添加了 B，降低珠光體的形核率，提高了淬透性，同時也提高了鋼材的機械性能；還添加了適量的Ti，通過Ti與鋼中的N提前結(jié)合，形成TiN，使B能夠有效進入奧氏體中，提高有效B的含量，由于Ti和B的作用還可以使晶粒細(xì)化。
[0025]本發(fā)明提供的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝，采用強烈淬火方法，使輪體的整個斷面的硬度均轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，利用余熱回火來控制最終的強韌性，具有抗沖擊，耐磨及使用壽命長等優(yōu)點。
[0026]本發(fā)明提供的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝采用的熱處理裝置，通過在水槽的底部及側(cè)面增加攪拌裝置，對淬火液的溫度及濃度，流量及壓力進行實時監(jiān)控，并自動調(diào)節(jié)，穩(wěn)定了冷卻性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明一【具體實施方式】的淬透性曲線對比圖；
[0028]圖2為本發(fā)明一【具體實施方式】的熱處理工藝的加熱溫度隨時間變化的曲線圖；
[0029]圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理裝鉻的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中:100-工件、110-水槽、120-攪拌裝鉻。
【具體實施方式】
[0031]為了更詳盡的表述上述發(fā)明的技術(shù)方案，以下列舉出具體的實施例來證明技術(shù)效果；需要強調(diào)的是，這些實施例用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。
[0032]實施例1~3中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分如下表:
[0033]表1本發(fā)明中的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分控制
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，其特征在于，所述的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)組成按其質(zhì)量分?jǐn)?shù)計為:
C 0.33% ~0.37% ；
Si 0.2% ~0.3% ； Mn 1.25% ~1.5%;
Cr 0.25% ~0.5% ； Ti 250ppm ~500ppm ； B 5ppm ~30ppm ； N 50ppm ~120ppm ； 其余為Fe和不可避免的殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼，其特征在于，還包括S和P，所述S和P所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)的總量計小于0.03%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的中碳低合金結(jié)構(gòu)鋼的熱處理工藝，包括強烈淬火、冷卻以及余熱回火，其特征在于，所述強烈淬火的溫度為840°C~900°C，所述余熱回火的溫度為.200。。~280。。。
4.如權(quán)利要求3所述的熱處理工藝，其特征在于，所述冷卻步驟中的綜合表面換熱系數(shù)大于 15000W/m2K。
5.如權(quán)利要求3所述的熱處理工藝，其特征在于，所述冷卻步驟采用出爐空冷后采用強烈淬火方式。
6.如權(quán)利要求5所述的熱處理工藝，其特征在于，所述出爐空冷后采用強烈淬火方式將斷面心部溫度降至MS點后，降低冷卻強度，進入余熱回火步驟。
7.如權(quán)利要求3所述的熱處理工藝，其特征在于，通過氧化法降低P的含量。
8.如權(quán)利要求3所述的熱處理工藝采用的熱處理裝置，包括水槽，所述水槽內(nèi)設(shè)有用于檢測溫度和濃度的檢測裝置，其特征在于，所述水槽的側(cè)壁及底部分別設(shè)有攪拌裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的熱處理裝置，其特征在于，所述攪拌裝置與檢測裝置分別連接至水槽外的控制器。
10.如權(quán)利要求9所述的熱處理裝置，其特征在于，所述水槽內(nèi)還設(shè)有流量檢測裝置、壓力檢測裝置以及反饋裝置，所述流量檢測裝置、壓力檢測裝置以及反饋裝置分別與所述控制器相連。
【文檔編號】C22C38/32GK103774044SQ201310115536
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月3日
【發(fā)明者】楊洪根, 羅鶴林 申請人:昆山拓可機械有限公司, 楊洪根