細化30Si2MnCrMoVE超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法與流程
細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法技術(shù)領(lǐng)域1.本發(fā)明屬于材料科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及超高強度合金鋼的預(yù)備熱處理工藝方法,具體為細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法。背景技術(shù):2.航天事業(yè)的不斷推進,對超高強度鋼提出了更高的要求,30si2mncrmove超高強度合金鋼在此背景下產(chǎn)生,其主要用于固體火箭殼體和發(fā)動機泵十字軸。30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件在制備時,參見gjb3325-1998標(biāo)準(zhǔn)要求,需要經(jīng)過淬火(920~940℃,1h,油淬)和低溫回火(290~310℃,3h,空冷)的最終熱處理,其對應(yīng)抗拉強度在1620mpa以上,如此高的強度下進行零件的機械加工勢必會降低刀具的壽命和加工的效率,為避免上述問題,該鍛件一般是在預(yù)備熱處理后進行機械加工,加工到接近零件尺寸之后再進行淬火和低溫回火的最終熱處理,預(yù)備熱處理狀態(tài)為正火加高溫回火。但是在該預(yù)備熱處理狀態(tài)下交付的鍛件在實際生產(chǎn)中目前存在以下幾個問題:(1)預(yù)備熱處理即正火加高溫回火的制度制定不合理,預(yù)備熱處理態(tài)鍛件晶粒度難以達到4級或5級的要求;(2)鍛件最終熱處理后的組織性能依賴于預(yù)備熱處理態(tài)鍛件的狀態(tài),預(yù)備熱處理僅使用正火加高溫回火的制度不能將預(yù)備熱處理態(tài)鍛件調(diào)整至最穩(wěn)定狀態(tài),導(dǎo)致最終熱處理態(tài)鍛件組織性能穩(wěn)定性差,以及性能難以滿足規(guī)范要求,需重復(fù)進行預(yù)備熱處理加最終性能熱處理,增加了生產(chǎn)成本,降低了生產(chǎn)效率。3.《金屬加工:熱加工》期刊2011年第17期刊登了名為《等溫退火對30si2mncrmove鋼顯微組織和力學(xué)性能的影響》的學(xué)術(shù)論文,論文給出了一種改善最終使用態(tài)組織性能的最終熱處理工藝方法;公開號為cn103276164a和cn104294014a的發(fā)明專利也均提出了不同的改善最終使用態(tài)組織性能的最終熱處理工藝方法。公開資料對預(yù)備熱處理狀態(tài)的處理工藝方法幾乎沒有,對此方面的研究就更顯的意義重大了。技術(shù)實現(xiàn)要素:4.為了克服現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)上存在的上述問題,本發(fā)明提供了細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法,其能解決現(xiàn)有30si2mncrmove鍛件預(yù)備熱處理態(tài)晶粒度難以達到4級或5級要求的技術(shù)問題。5.其技術(shù)方案是這樣的,細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法,其特征在于,包括依次進行的以下步驟:(1)退火,退火溫度為750~890℃,保溫時間為2~3h,冷卻;(2)正火,正火溫度為910~930℃,保溫時間為0.8~1h,冷卻;(3)高溫回火,回火溫度為700~730℃,保溫時間為3~4h,冷卻;退火溫度與正火溫度的差值不低于20℃。6.進一步的,步驟(1)中,將30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件裝于870℃的加熱爐中并到溫保溫2.5h;步驟(2)中,將經(jīng)步驟(1)處理的鍛件裝于910℃的加熱爐中并到溫保溫1h;步驟(3)中,將經(jīng)步驟(2)處理的鍛件裝于720℃的加熱爐中并到溫保溫3.5h。7.進一步的,所述步驟(1)采用空冷,冷卻至200℃以下;所述步驟(2)采用風(fēng)冷,冷卻至200℃以下;所述步驟(3)采用空冷,冷卻至室溫。8.本發(fā)明的有益效果如下:(1)本發(fā)明在常規(guī)的正火和高溫回火前增加在750~890℃的退火工序,為之后的正火工序做組織準(zhǔn)備,此工序的增加可使組織轉(zhuǎn)化為均勻的退火組織,以縮短其在更高溫度下正火的保溫時間,以防止晶粒長大,從而細化晶粒,同時,退火溫度低于正火溫度20℃以上,能夠進一步防止晶粒長大,從而細化晶粒;(2)本發(fā)明與其它鋼中常用的正火溫度略高于淬火溫度不同,其正火溫度不高于鍛件最終性能熱處理的淬火溫度、保溫時間0.8~1h、出爐風(fēng)冷,其目的均是使鍛件不在高溫下保溫過長時間,避免晶粒粗化;(3)采用此工藝方法生產(chǎn)鍛件預(yù)備熱處理態(tài)晶粒度合格率明顯提升,晶粒度均達到5級或更細。附圖說明9.圖1為實施例1的預(yù)備熱處理狀態(tài)鍛件的金相組織照片。10.圖2為對比例1的預(yù)備熱處理狀態(tài)鍛件的金相組織照片。具體實施方式11.以下實施例1和對比例1的30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件由30si2mncrmove超高強度合金鋼板剪裁獲得,未經(jīng)其他鍛造處理,30si2mncrmove超高強度合金鋼板均購自撫順特殊鋼股份有限公司,30si2mncrmove配方參照gjb3326-1998標(biāo)準(zhǔn)要求。12.實施例1細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法,包括依次進行的以下步驟:(1)退火,將30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件裝于870℃的加熱爐中并到溫保溫2.5h,出爐空冷至200℃以下,該保溫溫度需低于正火20℃以上,具體為40℃;(2)正火,將經(jīng)步驟(1)處理的鍛件裝于910℃的加熱爐中并到溫保溫1h,出爐風(fēng)冷至200℃以下,該保溫溫度需不高于鍛件最終性能熱處理的淬火溫度(920~940℃,gjb3325-1998標(biāo)準(zhǔn)要求);(3)高溫回火,將經(jīng)步驟(1)和(2)處理的鍛件裝于720℃的加熱爐中并到溫保溫3.5h,出爐空冷至室溫,獲得預(yù)備熱處理狀態(tài)鍛件,其金相組織照片如圖1所示,平均晶粒度為5~5.5級。13.對比例130si2mncrmove超高強度合金鋼晶粒度的常規(guī)預(yù)備熱處理方法,其與實施例1的區(qū)別在于省略了步驟(1)退火過程。14.對比例1的預(yù)備熱處理狀態(tài)鍛件,其金相組織照片如圖2所示,平均晶粒度為3.5~4級。15.由圖1、圖2可知,相較于常規(guī)預(yù)備熱處理方法,本發(fā)明的預(yù)備熱方法能明顯細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件預(yù)備熱處理態(tài)晶粒度1~1.5級,使其晶粒度達到5級及以上,對提升產(chǎn)品質(zhì)量一致性有良好的應(yīng)用前景。
技術(shù)特征:1.細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法,其特征在于,包括依次進行的以下步驟:(1)退火,退火溫度為750~890℃,保溫時間為2~3h,冷卻;(2)正火,正火溫度為910~930℃,保溫時間為0.8~1h,冷卻;(3)高溫回火,回火溫度為700~730℃,保溫時間為3~4h,冷卻;退火溫度與正火溫度的差值不低于20℃。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法,其特征在于:步驟(1)中,將30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件裝于870℃的加熱爐中并到溫保溫2.5h;步驟(2)中,將經(jīng)步驟(1)處理的鍛件裝于910℃的加熱爐中并到溫保溫1h;步驟(3)中,將經(jīng)步驟(2)處理的鍛件裝于720℃的加熱爐中并到溫保溫3.5h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的細化30si2mncrmove超高強度合金鋼鍛件晶粒度的預(yù)備熱處理方法,其特征在于:所述步驟(1)采用空冷,冷卻至200℃以下;所述步驟(2)采用風(fēng)冷,冷卻至200℃以下;所述步驟(3)采用空冷,冷卻至室溫。技術(shù)總結(jié)