一种钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法.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CN112080613A(43)申请公布日2020.12.15(21)申请号202010975344.X(22)申请日2020.09.16(71)申请人燕山大学地址066000河北省秦皇岛市河北大街西段438号(72)发明人龙晓燕孙超强(74)专利代理机构北京国坤专利代理事务所(普通合伙)11491代理人赵红霞(51)Int.Cl.C21D1/18(2006.01)C21D1/70(2006.01)C21D6/04(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法(57)摘要本发明属于钢铁材料制备技术领域，公开了一种钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法，所述钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法包括以下步骤：进行炼钢得到钢铁半成品；对钢铁进行奥氏体化处理，快冷到马氏体开始转变的温度以下进行淬火；将淬火后的钢铁进行配分处理，并将处理后的钢铁缓慢降温至室温；对钢铁进行深冷处理，后置于空气中回温至室温；进行回火处理，加热后保温，后冷却至室温。本发明通过在淬火、配分后、回火前进行一次深冷处理，通过将温度降至部分残余奥氏体的Ms以下，使得不稳定残余奥氏体组织发生转变，同时保留具有较强稳定性的残余奥氏体，能够在保持原有强塑性能的前提下显著提高钢铁材料的冲击韧性。CN112080613ACN112080613A权利要求书1/2页1.一种钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法，其特征在于，所述钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法包括以下步骤：所述钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法包括以下步骤：步骤一，进行炼钢得到钢铁半成品；所述进行炼钢得到钢铁半成品，包括以下步骤：(1)将原料按照预设的份数进行混合，置于真空感应炉内进行熔炼，得到钢锭；所述将原料按照预设的份数进行混合，置于真空感应炉内进行熔炼，包括：1)对真空感应炉炉体进行检查和修复；2)进行装料，将轻薄料作为基底铺设在最底层，然后放入废钢，在上层填铺轻料填充空隙；3)分别进行点弧、穿井、主融化以及熔末升温，完成熔炼；(2)将熔炼得到的钢锭转移至等离子电弧熔炼炉中，以钢锭为炉料采用等离子电弧进行再次熔炼，完全融化得到钢液；(3)当钢液温度达到1600-1650℃时，插铝终脱氧，停电清炉出钢浇筑，浇筑时选用绝热板，浇筑温度为1580-1600℃；(4)在珐琅涂层保护下进行均匀化处理，得到钢铁半成品；步骤二，对钢铁进行奥氏体化处理，快冷到马氏体开始转变的温度以下进行淬火；所述对钢铁进行奥氏体化处理，快冷到马氏体开始转变的温度以下进行淬火包括：(2.1)获取钢铁的相变和热物性参数，建立温度场-应力场的热力耦合计算或传热计算的有限元模型；(2.2)将钢铁加入井式炉中进行奥氏体化处理缓慢升温至预设温度并保温一段时间；(2.3)将保温后的钢铁降温至960-980℃进行均温25-35min；(2.4)基于步骤(2.1)获取的参数以及建立的模型计算步骤(2.2)至步骤(2.3)处理过程中钢铁的温度和热应力变化；(2.5)获取钢铁的温度场和热应力随时间变化的分布情况；(2.6)进行温度变化对应的组织演变计算，进行钢铁热处理过程中的奥氏体化测定；若测定已转变为奥氏体，则快冷到马氏体开始转变的温度以下进行淬火；若未转变为奥氏体，则继续加热，直至转变为奥氏体后，快冷到马氏体开始转变的温度以下进行淬火；步骤三，将淬火后的钢铁进行配分处理，并将处理后的钢铁缓慢降温至室温；步骤四，对钢铁进行深冷处理，后置于空气中回温至室温；所述对钢铁进行深冷处理，后置于空气中回温至室温，包括以下步骤：(3.1)将钢铁以≤10℃/min的降温速率降温至-60--80℃，并进行2-3h保温；(3.2)进行再次降温，以≤10℃/min的降温速率降温至-80--120℃，并进行4-5h保温；(3.3)将深冷处理后的钢铁以2-5℃/min的升温速率升至室温；将钢铁取出并置于室内环境，适应室内温度；步骤五，进行回火处理，加热后保温，后冷却至室温，得到钢铁材料成品。2.如权利要求1所述钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法，其特征在于，步骤一中，所述钢铁半成品按照质量分数由废钢4-5份、生铁6-8份、铁矿石5-9份、锰铁合金2-3份、硅铁合金2-3份、碳粉1-2份、电极粉1-2份、萤石1-2份组成。2CN112080613A权利要求书2/2页3.如权利要求1所述钢铁材料的淬火、配分、深冷、回火处理方法，其特征在于，步骤3)中，所述分别进行点弧、穿井、主融化以及熔末升温，完成熔炼，包括：步骤3.1)在点弧期采用较低电压、较低电流；步骤3.2)在穿井期采用较大的二次电压、较大电流；步骤3.3)在主融化期