一种提高合金钢韧性的方法

　　一种提高合金钢韧性的方法

　　【技术领域】

　　[0001] 本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种提供合金钢韧性的方法。

　　【背景技术】

　　[0002] 合金钢已有一百多年的历史了。工业上较多地使用合金钢材大约是在19世纪后 半期。当时由于钢的生产量和使用量不断增大，机械制造业需要解决钢的加工切削问题， 1868年英国人马希特（R. F. Mushet)发明了成分为2. 5% Mn-7% W的自硬钢，将切削速度提 高到5米/分。随着商业和运输的发展，1870年在美国用铬钢（1. 5~2. 0% Cr)在密西西 比河上建造了跨度为158. 5米的大桥；由于加工构件时发生困难，稍后，一些工业国家改 用镍钢（3.5% Ni)建造大跨度的桥梁。与此同时，一些国家还将镍钢用于修造军舰。随着 工程技术的发展，要求加快机械的转动速度，1901年在西欧出现了高碳铬滚动轴承钢。1910 年又发展出了 18W-4Cr-lV型的高速工具钢，进一步把切削速度提高到30米/分。可见合 金钢的问世和发展，是适应了社会生产力发展的要求，特别是和机械制造、交通运输和军事 工业的需要分不开的。

　　[0003] 铬，在结构钢和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，铬又能提高钢的抗 氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。然而在含铬合金有其显著优点 的同时，也有其缺点，铬的加入会降低塑性和韧性。通常可以通过添加其他的金属元素来 调节合金钢的韧性，例如，加入镍，可以保持良好的塑性和韧性；加入钒，可以提高强度和韧 性；加入铝可以提高冲级韧性。但是，合金中元素的增加，往往会带来成本提高、制备工艺复 杂等缺点。

　　【发明内容】

　　[0004] 发明目的：现有技术中通过化学元素的加入调节合金钢的韧性，本发明通过热处 理的方式对含铬合金钢进行韧性的提高。

　　[0005] 技术方案：本发明提供了一种提高合金钢韧性的方法，具体步骤为：将合金钢进 行加热，在850°C，加热30s，800°C，加热120s，920°C，加热60s，在空气中停留20s，置入第一 冷却介质中，当合金钢温度冷却至390~410°C时，立即置入第二冷却介质中，然后再次加 热，使其表面温度达到140~160°C时，喷射第三冷却介质。

　　[0006] 所述的第一冷却介质为温度为35~40°C的水。

　　[0007] 所述的第二冷却介质为含有氯化钠、硝酸钠、硫酸钾的水溶液，其温度为40~ 42°C。所述的第二冷却介质中各组分的质量含量为：氯化钠6%、硝酸钠1 %、硫酸钾1. 5%。 合金钢在第二冷却介质中的停留时间为5s。

　　[0008] 所述的第三冷却介质为温度为15~20°C的水。所述的第三冷却介质喷射的压力 为0. 01~0. 4MPa，流量密度为20~250lV(m2 ? s)。所述的第三冷却介质喷射时间为2~ 10s〇

　　[0009] 有益效果：本发明通过对合金钢的热处理，关键是控制含铬合金钢在不同冷却介 质中的停留时间，有效的减少了合金钢材料的内应力，降低其变形和开裂倾向，同时，减少 了二次加热过程中合金钢的表面氧化，提高了合金钢的表面质量，强韧性较好。经本发明所 述方法调质处理后的合金钢具较好的韧性和塑性

　　【具体实施方式】：

　　[0010] 实施例1

　　[0011] 将合金钢进行加热，在850°C，加热30s，800°C，加热120s，920°C，加热60s，在空气 中停留20s，置入40°C的水中，当合金钢温度冷却至410°C时，立即置入温度为42°C的混合 溶液（氯化钠6%、硝酸钠1%、硫酸钾1.5%)中，停留时间为5s。然后再次加热，使其表 面温度达到160°C时，向其喷射温度为15~20°C的水。喷射的压力为0. 4MPa，流量密度为 250lV(m2 ? s)。喷射时间为 10s。

　　[0012] 将处理后的样件作90~180°弯曲，无裂纹，无镀层脱落。

　　[0013] 实施例2

　　[0014] 将合金钢进行加热，在850°C，加热30s，800°C，加热120s，920°C，加热60s，在空气 中停留20s，置入35°C的水中，当合金钢温度冷却至390°C时，立即置入温度为40°C的混合 溶液（氯化钠6%、硝酸钠1%、硫酸钾1.5%)中，停留时间为5s。然后再次加热，使其表 面温度达到140°C时，向其喷射温度为15°C的水。喷射的压力为0.0 IMPa，流量密度为20L/ (m2 ? s)。喷射时间为2s。

　　[0015] 将处理后的样件作90~180°弯曲，无裂纹，无镀层脱落。

　　[0016] 实施例3

　　[0017] 将合金钢进行加热，在850°C，加热30s，800°C，加热120s，920°C，加热60s，在空气 中停留20s，置入40°C的水中，当合金钢温度冷却至400°C时，立即置入温度为40°C的混合 溶液（氯化钠6%、硝酸钠1%、硫酸钾1.5%)中，停留时间为5s。然后再次加热，使其表 面温度达到150°C时，向其喷射温度为20°C的水。喷射的压力为0.1 MPa，流量密度为100L/ (m2 ? s)。喷射时间为6s。

　　[0018] 将处理后的样件作90~180°弯曲，无裂纹，无镀层脱落。

　　[0019] 上述样件进行冲击试验，所得结果见表1

　　[0020] 表 1 [00211

　　【主权项】

　　1. 一种提供合金钢韧性的方法，其特征在于将合金钢进行加热，在850°C，加热30s， 800°C，加热120s，920°C，加热60s，在空气中停留20s，置入第一冷却介质中，当合金钢温度 冷却至390~410°C时，立即置入第二冷却介质中，然后再次加热，使其表面温度达到140~ 160 °C时，喷射第三冷却介质。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第一冷却介质为温度为35~40°C的 水。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第二冷却介质为含有氯化钠、硝酸钠、 硫酸钾的水溶液，其温度为40~42°C。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第二冷却介质中各组分的质量含量 为：氯化钠6%、硝酸钠1 %、硫酸钾1.5%。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于合金钢在第二冷却介质中的停留时间为5s。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第三冷却介质为温度为15~20°C的 水。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第三冷却介质喷射的压力为0. 01~ 0. 4MPa，流量密度为 20 ~250lV(m2 ? s)。8. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的第三冷却介质喷射时间为2~10s。

　　【专利摘要】本发明公开了一种提高合金钢韧性的方法，具体步骤为：将合金钢进行加热，在850℃，加热30s，800℃，加热120s，920℃，加热60s，在空气中停留20s，置入第一冷却介质中，当合金钢温度冷却至390～410℃时，立即置入第二冷却介质中，然后再次加热，使其表面温度达到140～160℃时，喷射第三冷却介质。经本发明所述方法调质处理后的合金钢具较好的韧性和塑性。

　　【IPC分类】C21D1/25, C21D6/00

　　【公开号】CN105039667

　　【申请号】CN201510366757

　　【发明人】张斌

　　【申请人】江苏金基特钢有限公司

　　【公开日】2015年11月11日