專利名稱：一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低合金高強鋼超高強化熱處理的方法。
背景技術：
中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼是低合金高強鋼，基于其強度高的特點主要應用于飛機起落架、火箭殼體材料和發(fā)動機泵十字軸。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)質處理，即淬火后再進行600°C高溫回火，通過這種工藝，最終獲得抗拉強度1510MPa，屈服強度lllOMPa，延伸率為8.8%。為滿足一定的塑韌性指標，回火溫度較高，導致經(jīng)傳統(tǒng)熱處理后的強度不足。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，顯著提高鋼的強度，使中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼達到超高強度，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度和塑韌性的技術問題，從而提供了一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法。本發(fā)明的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法是按以下步驟進行:
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化熱處理。本發(fā)明包括以下有益效果:本發(fā)明高強化熱處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的抗拉強度達到2120MPa 2390MPa，屈服強度達到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度的同時兼具良好的塑性，實現(xiàn)了強韌性配合，且綜合力學性能比傳統(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，獲得不同的高強度、高韌性和優(yōu)良的應力腐蝕抗力的配合，滿足不同的性能需求。


圖1為試驗一超高強化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的金相照片；圖2為試驗三超高強化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的XRD圖譜；圖3為試驗三超高強化熱處理后40SiMnCrNiMoV鋼的TEM照片；
圖4為試驗四超高強化熱處理后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化熱處理的方法是按以下步驟進行: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化熱處理。本實施方式包括以下有益效果:本實施方式高強化熱處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的抗拉強度達到2120MPa 2390MPa，屈服強度達至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度的同時兼具良好的塑性，實現(xiàn)了強韌性配合，且綜合力學性能比傳統(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，獲得不同的高強度、高韌性和優(yōu)良的應力腐蝕抗力的配合，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化熱處理的方法是按以下步驟進行: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化熱處理。本試驗超高強化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強度為2120MPa，屈服強度為1830MPa，并且塑性達到5.5 %，斷面收縮率為17.7 %，獲得較高的抗拉強度和一定得塑性，具有良好的強塑性配合。本試驗超高強化熱處理后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化熱處理的方法是按以下步驟進行:
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化熱處理。本試驗超高強化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強度為2320MPa，屈服強度為1890MPa，且塑性達到11.8%，斷面收縮率為31.1 %，具有良好的強塑性配合。試驗三:本試驗的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法是按以下步驟進行: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化熱處理。本試驗超高強化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強度為2270MPa，屈服強度為1870MPa，且塑性達到8%，斷面收縮率為12.3%，具有良好的強塑性配合。本試驗超高強化熱處理后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化熱處理的方法是按以下步驟進行: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化熱處理。本試驗超高強化熱處理后的40SiMnCrNiMoV鋼的抗拉強度為2350MPa，屈服強度為1870MPa，且塑性達到9.0%，斷面收縮率為30.4%，具有良好的強塑性配合。本試驗超高強化熱處理后的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。
權利要求
1.一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法，其特征在于中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法是按以下步驟進行: 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化熱處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法，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)權利要求1所述的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法，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)權利要求1所述的一種中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼超高強化熱處理的方法，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化熱處理的方法，涉及一種低合金高強鋼超高強化熱處理的方法。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度和塑韌性的技術問題。方法為一、將中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼進行奧氏體化處理；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行等溫淬火后，冷卻至室溫，即完成。本發(fā)明高強化熱處理后的中碳硅錳鉻鎳系低合金鋼的抗拉強度達到2120MPa～2390MPa，屈服強度達到1800MPa～1950MPa，延伸率為5.5％～11.8％，斷面收縮率為12.3％～36％。本發(fā)明應用于低合金高強鋼的熱處理領域。
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