提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的二次回火方法与流程

本发明涉及一种金属热处理方法，尤其是一种30crni2mov钢的热处理方法，具体地说是一种提高30crni2mov钢锻件低温冲击韧性的二次回火方法。

背景技术：

30crni2mov钢是一种中碳中合金钢，具有高的淬透性和良好的综合力学性能，常用于制造高强韧性的大型锻件，广泛用于制造火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的承力和传动结构部件。

30crni2mov钢常在较低温度下工作，对其低温冲击韧性有较高的要求。一般地，钢铁材料的奥氏体化工艺是影响其淬火回火后性能的重要因素。亚温淬火可以提高钢铁材料的低温冲击韧性，但提高低温冲击韧性的亚温淬火通常是在常规淬火后进行，但是这种正常淬火+亚温淬火提高材料低温冲击韧性的方法，涉及到二个独立的淬火，工艺相对复杂，成本相对较高。如能通过在常规回火工艺的结束后降至室温，接着加热至350℃并保温16h进行空冷的方法，来提高钢铁材料的低温冲击韧性，无疑具有工艺相对简单、成本相对较低的优点。这里正常回火的目的是为了消除淬火内应力，降低脆性，稳定锻件的尺寸，调整硬度，提高塑性和韧性，获得锻件最终所需要的力学性能。而后续中温回火可以得到回火托氏体，具有高的弹性极限、屈服强度及屈强比，同时具有一定的塑性和韧性。

至今为止，尚未有一种适合30crni2mov钢的基于常规回火后继续增加中温回火工艺来提高30crni2mov钢低温冲击韧性的方法可供使用，一定程度上限制了30crni2mov钢的品质的提升和制造成本的下降。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前30crni2mov钢锻件锻后热处理存在的工艺复杂，成本高，工艺不合理影响成品晶相组织的问题，发明一种在锻后缓冷、等温退火、淬火和回火组成的工艺基础上增加中温回火改善30crni2mov钢大型锻件组织性能的热处理方法，该方法通过锻后缓冷、锻后等温退火工艺来抑制大型锻件薄片状残余奥氏体的生成从而切断和消除组织遗传，通过淬火来均匀细化晶粒，通过常规回火后增加二次中温回火空冷得到良好的综合力学性能。

本发明的技术方案是：

一种提高30crni2mov钢锻件低温冲击韧性的二次回火方法,其特征是：先将锻造后的钢锻件进行常规淬火奥氏体化工艺处理，然后在常规回火工艺结束后降温至室温，接着进行二次加热至350℃~580℃并保温16h。

所述常规淬火奥氏体化处理的工艺参数为860℃×6h，采用油冷的方式进行冷却；所述的常规回火工艺其特征是回火工艺为600℃×16h，然后采用油冷方式进行冷却。

所述的二次回火工艺，在常规回火工艺的结束后降至室温，接着加热至350℃~580℃并保温16h，采用空冷方式进行冷却。

所述的二次加热温度，其特征是最佳温度是350℃。

本发明的有益效果：

（1）本发明可以在显著提高30crni2mov钢锻件的低温冲击韧性的同时，保持其抗拉强度变化不大。如以实施例一与对比例一相比，低温冲击韧性提高了40.9%，抗拉强度仅下降了2.7%，同时延伸率提高了3.9%。

（2）本发明通过大量的试验获得了理想的提高30crni2mov钢锻件低温冲击韧性的二次回火方法，尤其是通过大量的试验获得了最佳的低温回火温度350℃，按本发明的工艺能容易地提高30crni3mov钢锻件的低温冲击韧性。

（3）本发明在一定程度上打破了国外对大型锻件热处理工艺的技术封锁，可满足我国火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的大型承力和传动结构部件的制造需求。

附图说明

图1实施例一：860℃×16h油淬，600℃×16h油冷回火至室温后再次升温到350℃保温16h空冷回火处理后的金相组织。

图2对比例一：860℃×16h油淬，600℃×16h油冷回火处理后的金相组织。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

将30crni2mov钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷至室温，然后再次将锻件从室温加热至350℃保温16h，取出锻件空冷至室温（晶粒尺寸如图1所示，比对比例晶粒尺寸如图2所示要小）。

经如此热处理的30crni2mov钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性akv(-40℃)为43.67j，室温抗拉强度rm为986.3mpa，室温延伸率a5为39.1%。

对比例一

将30crni2mov钢锻件加热至860℃保温6h，随后取出锻件进行油淬淬火；将经油淬淬火后的锻件从室温加热至600℃保温16h，取出锻件油冷至室温（晶粒尺寸如图2所示，比实施例晶粒尺寸如图1所示要大）。

经如此热处理的30crni2mov钢锻件，其在-40℃的低温冲击韧性akv(-40℃)为31.7j，室温抗拉强度rm为1014.1mpa，室温延伸率a5为37.63%。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

技术特征：

技术总结
一种提高30CrNi2MoV钢锻件低温冲击韧性的二次回火方法,其特征是先将锻造后的钢锻件进行常规淬火奥氏体化工艺处理，然后在常规回火工艺的结束后降至室温，接着进行加热至350℃~580℃并保温16h，采用空冷的方式进行冷却。相对于常规回火工艺（600℃×16h）来说，本发明晶粒尺寸细化，在可以大幅提高30CrNi2MoV钢的低温冲击韧性，从31.7J增加到43.67J大约提高40.9%的同时对室温下的抗拉强度和延伸率影响不大。本发明工艺流程短，有利于降低生产成本，可满足我国火电、核电等电站装备和大型冶金、矿山和运输装备中的大型承力和传动结构部件的制造需求。

技术研发人员：许晓静;张晓宇;刘志刚;童浩;蔡成彬;黄锦栋;居士浩;张可人;戈晓岚;胡华军
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2017.07.28
技术公布日：2017.10.13