專利名稱：一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低合金高強(qiáng)鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法。
背景技術(shù)：
中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼是低合金高強(qiáng)鋼，基于其強(qiáng)度高的特點(diǎn)主要應(yīng)用于飛機(jī)起落架、火箭殼體材料和發(fā)動機(jī)泵十字軸。中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的含碳量一般在
0.25% 0.5%，合金元素總含量不高于5%，其中，Cr、Ni和Mn元素具有提高鋼的淬透性的作用，Mo和V元素的添加，能夠起到細(xì)化晶粒，改善鋼的顯微組織的作用，并可以提高鋼的回火能力。中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的傳統(tǒng)典型熱處理工藝為調(diào)質(zhì)處理，即淬火后再進(jìn)行600°C高溫回火，通過這種工藝，最終獲得抗拉強(qiáng)度1510MPa，屈服強(qiáng)度lllOMPa，延伸率為8.8%。為滿足一定的塑韌性指標(biāo)，回火溫度較高，導(dǎo)致經(jīng)傳統(tǒng)熱處理后的強(qiáng)度不足。為此，需要開發(fā)一種新的熱處理工藝，在保證鋼塑韌性的同時，顯著提高鋼的強(qiáng)度，使中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼達(dá)到超高強(qiáng)度，拓寬中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的適用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決經(jīng)傳統(tǒng)熱處理工藝處理后，得到的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼不能同時具備良好的強(qiáng)度和塑韌性的技術(shù)問題，從而提供了一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法。本發(fā)明的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行:
一、將中碳硅錳鉻鎳系 低合金鋼在溫度為850°C 900°C下保溫600s 1800s，完成奧氏體化處理；二、將步驟一奧氏體化處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼在溫度為180°C 240°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為120s 1200s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。本發(fā)明包括以下有益效果:本發(fā)明高強(qiáng)化熱處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到2120MPa 2390MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)到1800MPa 1950MPa，延伸率為5.5 % 11.8%，斷面收縮率為12.3% 36% ;在保證該系列鋼種保持高強(qiáng)度的同時兼具良好的塑性，實現(xiàn)了強(qiáng)韌性配合，且綜合力學(xué)性能比傳統(tǒng)熱處理工藝顯著提高，同時根據(jù)該系列鋼種不同含碳量的熱處理方法，獲得不同的高強(qiáng)度、高韌性和優(yōu)良的應(yīng)力腐蝕抗力的配合，滿足不同的性能需求。


圖1為試驗一超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的金相照片；圖2為試驗三超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的XRD圖譜；圖3為試驗三超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的TEM照片；
圖4為試驗四超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的SEM照片。
具體實施例方式具體實施方式
:本實施方式的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行:一、將中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼在溫度為850°C 900°C下保溫600s 1800s，完成奧氏體化處理；二、將步驟一奧氏體化處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼在溫度為180°C 240°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為120s 1200s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。本實施方式包括以下有益效果:本實施方式高強(qiáng)化熱處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到2120MPa 2390MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)至Ij 1800MPa 1950MPa，延伸率為5.5%~ 11.8%，斷面收縮率為12.3% 36% ;在保證該系列鋼種保持高強(qiáng)度的同時兼具良好的塑性，實現(xiàn)了強(qiáng)韌性配合，且綜合力學(xué)性能比傳統(tǒng)熱處理工藝顯著提高，同時根據(jù)該系列鋼種不同含碳量的熱處理方法，獲得不同的高強(qiáng)度、高韌性和優(yōu)良的應(yīng)力腐蝕抗力的配合，滿足不同的性能需求。

具體實施方式
二:本實施方式與具體實施方式
一不同的是:步驟一所述的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼為40SiMnCrNiMoV鋼、37SiMnCrNiMoV鋼、30Si2MnCrMoVE鋼或35SiMnCrMoVA鋼。其它與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是:步驟一所述的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼為40SiMnCrNiMoV鋼。其它與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四:本實施方式與具體實施方式
一至三之一不同的是:步驟一所述的在溫度為870°C下保溫600s。其它與具體實施方式
一至三之一相同。
具體實施方式
五:本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是:步驟一所述的在溫度為870°C下保溫600s。其它與具體實施方式
一至三之一相同。通過以下試驗驗證本發(fā)明的有益效果:試驗一:本試驗的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行:一、將40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為870°C下保溫600s，完成奧氏體化處理；二、將步驟一奧氏體化處理后的40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為200°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為600s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強(qiáng)度為2120MPa，屈服強(qiáng)度為1830MPa，并且塑性達(dá)到5.5 %，斷面收縮率為17.7 %，獲得較高的抗拉強(qiáng)度和一定得塑性，具有良好的強(qiáng)塑性配合。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的金相如圖1所示，從圖1可以看到，40SiMnCrNiMoV鋼的馬氏體組織。試驗二:本試驗的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行:
一、將40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為870°C下保溫600s，完成奧氏體化處理；二、將步驟一奧氏體化處理后的40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為220°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為600s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強(qiáng)度為2320MPa，屈服強(qiáng)度為1890MPa，且塑性達(dá)到11.8%，斷面收縮率為31.1 %，具有良好的強(qiáng)塑性配合。試驗三:本試驗的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行:一、將40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為870°C下保溫600s，完成奧氏體化處理；
二、將步驟一奧氏體化處理后的40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為190°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為600s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強(qiáng)度為2270MPa，屈服強(qiáng)度為1870MPa，且塑性達(dá)到8%，斷面收縮率為12.3%，具有良好的強(qiáng)塑性配合。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的XRD圖譜如圖2所示，從圖2可以看出，馬氏體和奧氏體的衍射峰，通過衍射峰計算得出奧氏體含量為9.8%。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的TEM照片如圖3所示，從圖3可以看出，馬氏體和殘余奧氏體的復(fù)相組織。試驗四:本試驗的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行:一、將40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為870°C下保溫600s，完成奧氏體化處理；二、將步驟一奧氏體化處理后的40SiMnCrNiMoV鋼在溫度為240°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為600s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強(qiáng)度為2350MPa，屈服強(qiáng)度為1870MPa，且塑性達(dá)到9.0%，斷面收縮率為30.4%，具有良好的強(qiáng)塑性配合。本試驗超高強(qiáng)化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的SEM照片如圖4所示，從圖4可以看出，板條馬氏體的形貌。
權(quán)利要求
1.一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法，其特征在于中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法是按以下步驟進(jìn)行: 一、將中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼在溫度為850°C 900°C下保溫600s 1800s，完成奧氏體化處理； 二、將步驟一奧氏體化處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼在溫度為180°C 240°C下進(jìn)行等溫淬火，保溫時間為120s 1200s，然后淬火至室溫，即完成中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法，其特征在于步驟一所述的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼為40SiMnCrNiMoV鋼、37SiMnCrNiMoV鋼、30Si2MnCrMoVE 鋼或 35SiMnCrMoVA 鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法，其特征在于步驟一所述的在溫度為870°C下保溫600s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法，其特征在于步驟二所述的保溫時間 為600s。
全文摘要
一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法，涉及一種低合金高強(qiáng)鋼超高強(qiáng)化熱處理的方法。本發(fā)明是要解決經(jīng)傳統(tǒng)熱處理工藝處理后，得到的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼不能同時具備良好的強(qiáng)度和塑韌性的技術(shù)問題。方法為一、將中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼進(jìn)行奧氏體化處理；二、將步驟一奧氏體化處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼進(jìn)行等溫淬火后，冷卻至室溫，即完成。本發(fā)明高強(qiáng)化熱處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的抗拉強(qiáng)度達(dá)到2120MPa～2390MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)到1800MPa～1950MPa，延伸率為5.5％～11.8％，斷面收縮率為12.3％～36％。本發(fā)明應(yīng)用于低合金高強(qiáng)鋼的熱處理領(lǐng)域。
文檔編號C21D1/20GK103215417SQ20131017793
公開日2013年7月24日 申請日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者朱景川, 王慧, 來忠紅, 劉勇, 崔玉玲 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)