專利名稱：合金鋼40Cr鋼板的調(diào)質(zhì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到鋼材的加工方法，具體涉及到一種合金鋼40Cr鋼板的調(diào)質(zhì)方法。
背景技術(shù)：
合金鋼40Cr用于制造較重要的調(diào)質(zhì)零件，經(jīng)過調(diào)質(zhì)后高頻表面淬火后可用作載 荷和耐磨性較高無限大沖擊零件，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，應(yīng)對國際金融危機(jī)帶來的不利影響推動(dòng) 產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)差異化戰(zhàn)略，增強(qiáng)企業(yè)競爭力具有十分重要的作用。目前國內(nèi)生產(chǎn)合金鋼 40Cr鋼板在淬火過程中采取了油冷，在調(diào)質(zhì)過程中，鋼板加熱時(shí)間長；耗費(fèi)煤氣資源。

發(fā)明內(nèi)容
加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，應(yīng)對國際金融危機(jī)帶來的不利影響推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級。本發(fā)明人經(jīng)過 摸索，獲得了合金鋼40Cr鋼板的調(diào)質(zhì)方法，從而完成了本發(fā)明。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種合金鋼40Cr鋼板的調(diào)質(zhì)方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所述厚度在80mm以下的合金鋼40Cr鋼板包含如下質(zhì)量 百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 38 0. 43、Si :0. 20 0. 35、Mn :0. 60 0. 75、P (0. 018,S ^ 0. 010,Cr :0. 85 1. 00、Als :0. 005 0. 015、其它為 Fe 和殘留元素；本發(fā) 明采取的調(diào)質(zhì)方法為淬火840°C，保溫時(shí)間t=l. 5min,回火溫度500°C，保溫時(shí)間t=3min。上述化學(xué)元素的作用分析如下
C 是鋼中最基礎(chǔ)的強(qiáng)化元素，提高強(qiáng)度，但C影響鋼的焊接性能和影響韌性。綜合考 慮，碳的含量盡量控制的低一些。Si 是固溶強(qiáng)化元素，對提高鋼板的強(qiáng)度有利。
Mn 是固溶強(qiáng)化元素，對提高鋼板的強(qiáng)度和韌性均有利。P:對焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應(yīng)控制的盡量 低。S:易形成MnS類夾雜物，具有一定的熱脆性，在本鋼種中屬于有害元素，應(yīng)控制的 盡量低。Cr 高硬度、高強(qiáng)度、屈服點(diǎn)、高的耐磨性而對塑性、韌性影響又不大，高的抗氧化 性，耐蝕性，還能提高電阻和導(dǎo)磁率等等。在冶煉過程中，嚴(yán)格控制鋼中P (磷)、S (硫)、等有害元素，保證鋼水的純凈度基 本達(dá)到潔凈鋼水平；在后續(xù)軋制加熱過程中，提高終軋溫度，防止鋼板內(nèi)部應(yīng)力過大導(dǎo)致裂 紋，提高其塑性變形。鋼板軋制結(jié)束后進(jìn)行堆垛緩冷，消除鋼板內(nèi)部應(yīng)力，然后采用調(diào)質(zhì)處 理，能夠保證合金鋼40Cr鋼板板性能需求。本發(fā)明的有益效果在于通過調(diào)質(zhì)處理，提高鋼板焊接性，保證其高強(qiáng)度性能指 標(biāo)，滿足用戶理想需求。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所述合金鋼40Cr包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) =C :0. 38 0. 43, Si 0. 20 0. 35, Mn :0. 60 0. 75, P 彡 0. 018, S 彡 0. 010, Cr :0. 85 1. 00, Als 0. 005 0. 015、其它為！^e和殘留元素；
前述方法中，所述的鋼板厚度為80mm以下。本發(fā)明采用轉(zhuǎn)爐冶煉連鑄澆注，3800m寬厚板軋機(jī)軋制的方法生產(chǎn)用鋼。其整體的 工藝流程為優(yōu)質(zhì)鐵水、KR鐵水預(yù)處理、100噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐、吹氬處理、LF爐精煉、鑄坯堆 冷M小時(shí)、步進(jìn)式加熱爐、3800m軋機(jī)、ACC層流冷卻、11輥熱矯直機(jī)、堆冷、調(diào)質(zhì)、精整、外 檢、探傷、入庫。實(shí)施方式如下
1、成分設(shè)計(jì)
在合金鋼標(biāo)準(zhǔn)成分基礎(chǔ)上，縮小其內(nèi)控范圍，嚴(yán)格控制鋼中P (磷)、s (硫)、等有害元素， 保證鋼水的純凈度基本達(dá)到潔凈鋼水平。具體成分設(shè)計(jì)如下:C:0. 38 0. 43、Si :0. 20 0. 35、Mn :0. 60 0. 75、P (0. 018、S ^ 0. 010、Cr :0. 85 1. 00、AlS :0. 005 0. 015、其它為 Fe 和殘留元素；
2、加熱
由于成分中添加Cr及其高碳含量，鋼的相變溫度點(diǎn)較低，因此降低其加熱溫度，防止 鋼坯產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。加熱溫度及加熱時(shí)間如下預(yù)熱段溫度900 1000°C，加熱段溫度 1200 1240°C，保溫段溫度1190 1210°C，加熱速度11 15min/cm ；
3、控軋不控冷
結(jié)合煉鋼化學(xué)成分，及鋼的相變溫度為，考慮鋼的應(yīng)力過大等問題及后續(xù)熱處理難度， 設(shè)計(jì)終軋溫度為880 920°C。對于40Cr保性能鋼板，需要對鋼板進(jìn)行合適的控制軋制，保 證其鋼板內(nèi)部晶粒細(xì)化，為以后熱處理提供良好的組織基礎(chǔ)。4、堆冷工藝
采用高溫堆冷工藝可有效避免因快速冷卻產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，同時(shí)可大大降低鋼板中氫 的含量，充分實(shí)現(xiàn)熱擴(kuò)散效果，改善鋼板探傷缺陷。鋼板堆垛緩冷工藝如下；堆垛緩冷溫度 不低于400°C，堆冷時(shí)間控制在M小時(shí)； 5、調(diào)質(zhì)工藝
考慮軋制過程中終軋溫度較高，內(nèi)部晶粒比較粗大，不利于調(diào)質(zhì)，因此將保溫時(shí)間縮 短，彌補(bǔ)組織上的缺陷；在淬火過程中，保溫時(shí)間不能太長，淬火溫度不能太高，降低高含C 量對奧氏體的穩(wěn)定性，避免淬火過程中殘余奧氏體含量增加，降低其淬火后強(qiáng)度。回火后一 定要用快冷方式對其進(jìn)行冷卻，避免回火脆性導(dǎo)致塑性和韌性下降。對于含Cr鋼，回火后 脆性傾向比較明顯，為防止回火脆性的產(chǎn)生，回火后必須用油或水進(jìn)行快速冷卻。具體的調(diào) 質(zhì)的程序如下在控軋的鋼板取1/4樣試樣，分別加工成毛坯厚度30mm的小試樣，經(jīng)過理論 及經(jīng)驗(yàn)測算該成分的鋼的AC3相變溫度為780°C，因此設(shè)計(jì)在電阻爐進(jìn)行840°C (AC3+60°C) 保溫1. 5min/mm進(jìn)行水淬，由于是水淬，較油淬具有成本優(yōu)勢，但水淬對于40Cr容易開裂， 因此在工藝設(shè)計(jì)上考慮鋼板的原始組織結(jié)合其開裂的傾向，因此降低保溫溫度及保溫時(shí) 間。毛坯淬火后仍有內(nèi)部裂紋的傾向，因此在試樣淬火后，立即進(jìn)行回火調(diào)質(zhì)，由于鋼種C、 Mn、Cr都是高奧氏體穩(wěn)定性元素，晶粒較粗大，不利于回火調(diào)質(zhì)，回火過程中組織穩(wěn)定性不高。因此在回火過程中將回火溫度在常規(guī)工藝上下調(diào)40°C，保溫時(shí)間下調(diào)lmin/mm，回火后 為防止回火脆性，影響鋼板的強(qiáng)韌性，要進(jìn)行快速在水中塊冷卻。結(jié)果表明840°C淬火，保溫 時(shí)間t=l. 5min,回火溫度500°C，保溫時(shí)間tdmin效果明顯。5、結(jié)果分析 機(jī)械力學(xué)性能分析
成份及機(jī)械力學(xué)性能按GB/T3077 1999執(zhí)行，具體見表1。表1 40Cr鋼板機(jī)械力學(xué)性能
權(quán)利要求
1. 一種合金鋼40Cr鋼板的調(diào)質(zhì)方法，該調(diào)質(zhì)方法為淬火840°C，保溫時(shí)間t=l. 5min, 回火溫度500°C，保溫時(shí)間tdmin。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合金鋼40Cr鋼板的調(diào)質(zhì)方法，本發(fā)明是厚度在80mm以下的合金鋼40Cr鋼板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)C0.38～0.43、Si0.20～0.35、Mn0.60～0.75、P≤0.018、S≤0.010、Cr0.85～1.00、Als0.005～0.015、其它為Fe和殘留元素；本發(fā)明采取的調(diào)質(zhì)方法為淬火840℃，保溫時(shí)間t=1.5min，回火溫度500℃，保溫時(shí)間t=3min。本發(fā)明的有益效果在于通過調(diào)質(zhì)處理，提高鋼板焊接性，保證其高強(qiáng)度性能指標(biāo)，滿足用戶理想需求。
文檔編號C21D1/25GK102071291SQ20101059766
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者于颯, 崔冠軍, 張立新, 朱書成, 李亮, 李忠波, 羅濤, 袁少威, 袁永旗, 許少普, 高照海, 黃文振 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司