[发明专利]钢铁等温淬火-回火冷却工艺

说明书

技术领域

     本发明涉及一种钢铁热处理工艺，尤其涉及一种钢铁等温淬火-回火冷却工艺。

背景技术

    传统钢铁热处理耗能大、污染严重、工人劳动繁重、工艺落后、成本高；我国热处理理论水平不低，根本是如何用热处理理论指导热处理实践，理论和实践相结合，保证零件的质量，使零件一个顶几个，这是热处理的关键；由于钢的淬透性问题没有突破，使大型工件1/2T处的质量技术指标难以达标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢铁等温淬火-回火冷却工艺，该工艺节约大量的能源和资源，降低热处理成本，保护环境，减轻工人的劳动强度，提高热处理质量，解决大型工件1/2T处强韧化热处理的淬透性难题。

本发明是这样实现的，其特征是工艺为：

(一)淬透性差的钢铁等温淬火加热温度EF按下列原则确定；

热处理难度系数N≥300mm，淬火加热温度EF确定比该钢号淬火加热温度高50℃～80℃；

热处理难度系数N＜300mm，淬火加热温度EF    确定比该钢号淬火加热温度高20℃～50℃；

(二)采用两次阶梯预热，减小因加热造成的内应力，为淬火水冷作准备；

当加热温度EF为800℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为400℃和600℃；

当加热温度EF为950℃时，则阶梯预热温度AB和CD分别为500℃和700℃；

当加热温度EF为800℃～950℃之间时，以此类推阶梯AB和CD的预热温度；

(三)两次阶梯预热的升温速度OA和BC均为100℃～150℃/h；从600℃～700℃升至800℃～950℃的升温速度DE为150℃～200℃/h；

(四)淬火(预热)保温时间；

淬火(预热)保温时间按下列公式计算：

　　τ总　＝　Kz+Az(Ay)×D×K　　

式中 τ总　— 保温过程的总时间（mm）；

　　　　Kz(Ky) — 淬火（预热）保温时间基数（min）；

　　　　Az(Ay) — 淬火（预热）保温时间系数（min/mm）；

　　　　D — 工件有效厚度（mm）；

　　　　K — 工件装炉修正系数；

(五)确定出炉淬火在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间F1G1。

　　　　计算工件水冷时间公式：

　　　T＝a×N

式中　T — 工件水冷时间（min）；

　　　N — 热处理难度系数（mm）；

　　　a — 冷却系数（min/mm）；

　当N≥300mm，碳素钢a值取0.005～0.009mim/mm；合金钢a值取0.002～0.006mim/mm；

　当N＜300mm，碳素钢a值取0.008～0.02mim/mm；合金钢a值取0.002～0.015mim/mm；

　（六）确定出水后回温到点H的温度为贝氏体转变点以上50℃～100℃，但须低于珠光体转变温度，即C-曲线弯折处温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度点H取上限；反之，取下限；

回温温度升到确定点H，立即入质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却，防止发生珠光体和上贝氏体的转变；

     （七）确定第二次水冷时间H2I2；

当热处理难度系数N≥300mm，确定在质量分数5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的50%～80%；

当热处理难度系数N＜300mm，确定在5%～10%NaCl水溶液中冷却时间H2I2为第一次水冷时间F1G1的40%～70%；

　　（八）确定第二次回温温度，实际是确定利用余热进行等温的温度；

当热处理难度系数N≥300mm，回温温度JK确定比Ms点高10℃～30℃；

当热处理难度系数N＜300mm，回温温度JK确定比Ms点高20℃～40℃；

（九）在上述确定的等温温度下，确定等温时间J1K1为贝氏体转变开始和终了线所需时间的50%～70%。

回温温度停止上升，工件静置空冷，以确保在等温时间内，降温不低于Ms点，即开始计算等温时间；

　　（十）等温后，中、低碳钢、低合金钢采用质量分数5%～10%NaCl水溶液冷却；高碳钢、中合金钢采用快速空冷；高合金钢、高速钢采用空冷；以上冷却至室温，立即转入回火工序；