一种降低热轧42CrMo钢贝氏体马氏体比例的成分设计方法与流程

本发明属于特殊钢成分设计及生产，具体涉及一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法。

背景技术：

1、42crmo合金钢常用于制造断面尺寸较大的重要零件，如轴、齿轮、连杆、变速箱齿轮、增压器齿轮以及代替镍含量较高的调质钢使用。由于42crmo合金钢的碳和铬含量较高，调质后有较高的疲劳强度和较好的抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好，且无明显的回火脆性，在我国机械制造行业中有广泛的应用。

2、目前用户为了提高加工效率，大部分由带锯切改为剪床下料，这就对42crmo钢材的热轧态硬度提出了较高的要求，热轧材硬度要求小于269hb。然而，42crmo合金钢在实际生产过程中，极易出现贝氏体、马氏体等硬相组织，存在热轧态硬度高的问题，不仅钢铁企业需要增加退火等工序，影响生产效率，而且导致了下游用户下料困难，影响了用户的使用。

3、由上述可知，为满足客户对于42crmo热轧材硬度的要求，同时不额外增加热处理工序，急需发明一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法。由于钢中不同的合金元素对于冷却过程中各种类型的相变具有不同的影响，因此可以在国标范围内、在满足淬透性等关键指标的条件下可从成分优化设计的角度减少42crmo热轧材中贝氏体、马氏体硬相组织的比例，从而降低42crmo钢热轧材的硬度。但是由于钢中不同的合金元素对贝氏体、马氏体相变的转变开始温度与转变动力学过程具有不同影响，且该影响作用还受到先前发生的相变过程以及冷却速度的影响，难以建立基于相变规律的成分设计方法。因此目前尚未建立42crmo钢中不同合金元素对热轧材中贝氏体、马氏体硬相组织体积分数的定量计算方法。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，使42crmo热轧材的硬度能够满足要求，同时不需要额外增加退火等热处理工序。

2、为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，所述方法提出了不同成分、不同冷速条件下正比于42crmo钢中贝氏体、马氏体硬相体积分数的指数 i hardphase及其计算方法。

3、本发明所述指数 i hardphase由下述公式进行计算：

4、

5、其中所述austemp为奥氏体化温度，单位为℃；所述c、cr、mn、mo、ni、si为42crmo钢中相应合金元素的质量百分数；所述coolingrate为42crmo棒材轧制后的冷却速度，单位为℃/min。

6、本发明所述热轧42crmo钢规格为直径φ70-90mm。

7、本发明所述方法获得的热轧42crmo钢，硬度≤269hb。

8、本发明一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，在实际生产的成分设计过程中，在满足用户淬透性的条件下，通过在国标规定范围内进行成分设计计算使指数 i hardphase较小，可减少42crmo钢在轧制冷却过程中生成贝氏体、马氏体硬相组织的倾向，从而降低轧材的硬度，省去原有的退火等过程，提高生产效率，降低生产成本。

9、采用上述方案产生的有益效果为：本发明所述的一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，通过从大量生产数据中提炼的、代表不同冷却速度和不同成分条件下42crmo钢中贝氏体、马氏体硬相比例的指数 i hardphase，可定量比较不同成分42crmo钢中贝氏体、马氏体硬相比例的高低。在实际生产的成分设计过程中，在满足用户淬透性要求的前提下，在国标要求的成分范围内，通过采用优化算法计算使得 i hardphase指数较小，可以得到42crmo钢中各个合金元素的合理配比，从而使42crmo钢热轧材冷却后组织中的贝氏体、马氏体硬相的比例减少，达到降低轧材的硬度的目的。

技术特征：

1.一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，其特征在于，所述方法提出了不同成分、不同冷速条件下正比于42crmo钢中贝氏体、马氏体硬相体积分数的指数ihardphase及其计算方法。

2.根据权利要求1所述的一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，其特征在于，所述指数ihardphase由下述公式进行计算：

3.根据权利要求1所述的一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，其特征在于，所述热轧42crmo钢规格为直径φ70-90mm。

4.根据权利要求1所述的一种降低热轧42crmo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，其特征在于，所述方法获得的热轧42crmo钢，硬度≤269hb。

技术总结
一种降低热轧42CrMo钢贝氏体、马氏体比例的成分设计方法，本发明提出了在不同成分、不同冷速条件下正比于42CrMo钢中贝氏体、马氏体硬相体积分数的指数I<subgt;hardphase</subgt;及其计算方法，I<subgt;hardphase</subgt;由下述公式进行计算：本发明可减少42CrMo钢在轧制冷却过程中生成贝氏体、马氏体硬相组织的倾向，从而降低轧材的硬度，省去原有的退火等过程，提高生产效率，降低生产成本。

技术研发人员：齐建军,赵海涛,田志强,陈红卫,刘勇,齐紫阳,段路昭,刘泳,孙剑,王娇娇,刘宏春
受保护的技术使用者：河钢股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15