一种消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法

本发明涉及一种消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法，属于热处理。

背景技术：

1、高合金钢是为了适应航空航天、石油化工、矿山机械以及加工制造等特殊服役环境和结构的复杂性而发展起来的高性能特殊服役材料，与中、低合金钢相比，高合金钢具有较高的高温稳定性、良好的耐蚀性以及高的耐磨性和抗疲劳性能。较高的合金元素含量是此类材料综合性能优异的关键，cr、co、mo和w等强化元素的添加不仅可以显著提高钢的耐磨性和抗疲劳性能，而且还能显著改善钢铁材料的耐蚀性和高温稳定性，并且能够产生二次硬化和细化晶粒的作用，保证钢材具有一定的韧性。但在高合金钢中，合金元素的含量较高，在提高钢材服役性能的同时，不可避免的会产生大尺寸碳化物，特别在锻造过程完成经退火后，材料组织中碳化物呈网状分布于晶界处，因此需要通过高温处理来消除网状组织。常规消除网状碳化物的热处理方法是在1060℃温度附近进行保温，但在该温度附近碳化物不能完全溶解且未溶碳化物尺寸较大；当温度提高到1120℃附近时碳化物基本完全溶解，但在该温度及以上会造成晶粒尺寸的增大，造成性能的降低。

技术实现思路

1、针对高合金钢网状组织难以消除的技术问题，本发明提出一种消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法，即通过分段式保温以及高温缓慢加热工艺，根据不同类型碳化物溶解温度对网状碳化物进行分步溶解，且在高温下停留时间短，晶粒长大不明显；与现有消除网状碳化物的热处理方法相比，能在保证较小的晶粒尺寸前提下完全消除锻造后沿晶界分布的网状碳化物。

2、一种消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法，具体步骤如下：

3、(1)将高合金锻造钢坯以5～15℃/min的加热速率加热至1050～1065℃，保温20～30min；

4、(2)将步骤(1)处理的高合金锻造钢坯以1～3℃/min的加热速率加热至预设温度1120～1160℃并保温5～10min；

5、(3)将步骤(2)保温的高合金锻造钢坯以1.5～20℃/s的速率快速冷却至室温即可。

6、以质量百分数计，步骤(1)高合金锻造钢坯中c含量为0.1～0.15％，合金元素总含量为29～36％，杂质元素p和s总含量不大于0.02％，其余为fe。

7、高合金钢锻造网状碳化物的消除原理：通过分段式保温以及高温缓慢加热工艺，根据不同类型碳化物溶解温度对网状碳化物进行分步溶解，在高温缓慢加热过程中未溶解碳化物可对晶粒长大起到阻碍作用，在高温下停留时间短，晶粒长大不明显，能在保证较小的晶粒尺寸前提下完全消除锻造后沿晶界分布的网状碳化物。

8、本发明的有益效果是：

9、与传统高温处理方法消除碳化物工艺相比，本发明通过分段式保温以及高温缓慢加热工艺，在保证较小的晶粒尺寸前提下完全消除锻造后沿晶界分布的网状碳化物，并且在高温阶段保温时间较短，可节约能源消耗，降低生产成本。

技术特征：

1.一种消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法，其特征在于：以质量百分数计，步骤(1)高合金锻造钢坯中c含量为0.1～0.15％，合金元素总含量为29～36％，杂质元素p和s总含量不大于0.02％，其余为fe。

技术总结
本发明涉及一种消除高合金钢锻造网状碳化物的热处理方法，属于热处理技术领域。本发明将高合金锻造钢坯以5～15℃/min的加热速率加热至1050～1065℃，保温20～30min；再以1～3℃/min的加热速率加热至预设温度1120～1160℃并保温5～10min；最后以1.5～20℃/s的速率冷却至室温即可。与传统高温处理方法消除碳化物工艺相比，本发明通过分段式保温以及高温缓慢加热工艺，在保证较小的晶粒尺寸前提下完全消除锻造后沿晶界分布的网状碳化物，并且在高温阶段保温时间较短，可节约能源消耗，降低生产成本。

技术研发人员：郑善举,吴亚茹,陆书萌,杨洪福,李萌蘖
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：
技术公布日：2025/1/20