一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106048152A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610589129.X(22)申请日2016.07.24(71)申请人钢铁研究总院地址100081北京市海淀区学院南路76号(72)发明人王卫卫冯光宏肖金福张宏亮倪冰崔怀周王宝山(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人刘月娥(51)Int.Cl.C21D1/18(2006.01)C21D9/00(2006.01)C21D8/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法(57)摘要一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法，属热处理加工技术领域。淬火工艺：将热轧大规格棒材或热处理工件置于840～860℃的热处理炉进行加热，保温时间60～120min；然后采用水冷或油冷淬火冷却方式；回火工艺：将经过适度淬火处理的棒材或工件置于610～640℃回火炉中，保温60～120min，取出后水冷至室温。弥补油淬淬透性不足的问题，有效地提高了大尺寸螺栓的淬透性，其中抗拉强度861～944MPa，屈服强度727～804MPa，断后伸长率达到19.5～21.8％，断面收缩率Z为59～64％，-100℃冲击吸收功Akv为27～50.1J。毛坯工件的抗拉强度943MPa，屈服强度818MPa，断后伸长率达到18.3％，断面收缩率Z为63％，-100℃冲击吸收功Akv为33J。CN106048152ACN106048152A权利要求书1/1页1.一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法，其特征在于：具体热处理工艺步骤及控制的技术参数如下：(1)用于制造螺栓的原材料为合金结构钢，其质量百分比组成为：C：0.38～0.48％，Si：0.15～0.35％，Mn：0.75～1.0％，S≤0.025％，P≤0.025％，Cr：0.9～1.1％，Mo：0.15～0.25％，余量为Fe；(2)淬火工艺：将热轧大规格棒材或热处理工件置于840～860℃的热处理炉进行加热，保温时间60～120min；然后采用油冷淬火冷却方式，即将加热工件从淬火炉中取出放入室温的油中，冷却3～10min使工件温度降至Ms～100℃范围内然后快速取出；(3)回火工艺：将经过淬火处理的棒材或工件置于610～640℃回火炉中，保温60～120min，取出后水冷至室温；经上述热处理工艺处理后，高强度螺栓获得抗拉强度≥860MPa，屈服强度≥725MPa，断后伸长率≥18％，断面收缩率Z≥59％，-100℃的冲击吸收功Akv-100℃≥27J。2.根据权利要求1所述的热处理方法，其特征在于：淬火工艺：将热轧大规格棒材或热处理工件置于840～860℃的热处理炉进行加热，保温时间60～120min；然后采用水冷方式，即将加热工件从淬火炉中取出放入室温的水中，冷却0.5～2.5min使工件温度降至Ms～100℃，然后取出快速放入回火炉中。2CN106048152A说明书1/5页一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法技术领域[0001]本发明属热处理加工技术领域，特别是涉及一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法。背景技术[0002]随着环保问题的日益突出，能源供应的渐趋紧张，风力发电作为一种清洁的可再生能源的发电方式，已越来越受到重视，使得风电行业快速发展。风力发电已经不仅仅局限在陆地平台发展，正在向海洋平台迈进。随着风电行业的发展，风力发电设备用高强度螺栓的生产也面临着前所未有的挑战，风电装机容量的扩大，对高强低温螺栓性能指标的要求也越来越高，不仅要求其具有高的强度，同时对塑性和低温韧性要求也越来越高。高强度低温用螺栓用钢要求严苛(-101℃的Akv低温冲击功≥27J)，通常要求针对毛坯试样进行淬火+回火热处理，获得良好的低温韧性，生产难度较大。对于规格尺寸小的螺栓，通常采用油淬的冷却方式即能获得良好的力学性能；而规格尺寸较大的螺栓，采用常规冷却方式往往不能使材料获得理想的组织和性能，由于直径规格大导致1/4处的淬透性明显低于表面的淬透性，导致低温冲击韧性不合格率大幅增加。经常会出现未淬透、组织不均匀等问题。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种提高棒材低温冲击韧性的热处理方法，克服了上述经常会出现未淬透、组织不均匀等现有技术的不足之处。[0004]本热处理工艺主要是提高大规格尺寸螺栓用钢-100℃的低温冲击韧性。与CN102851479B的水淬油冷双液淬火冷却方式不同，且低温冲击韧性优于该专利的热处理工艺-40℃的低温冲击韧性。该热处理工艺不仅能起到细化晶粒的作用，有效地提高大尺寸螺栓的淬透性，而且能减少和防止大尺寸螺栓的淬火变形及开裂倾向，同时该热处理工艺处理的螺栓具有