[发明专利]一种高强度高韧性40CrNiMo锻件的热处理方法

说明书

本发明公开了一种高强度高韧性40CrNiMo锻件的热处理方法。本发明通过提高40CrNiMo锻件的奥氏体化温度，采用控冷淬火，调整回火温度，使得40CrNiMo锻件本体检测的屈服强度和抗拉强度大幅超过同等截面的采用普通淬火回火工艺锻件的强度，同时，其塑性指标不降低，低温冲击韧性依然很好。

技术领域

本发明涉及锻件热处理技术领域，特别是涉及一种高强度高韧性40CrNiMo锻件的热处理方法。

背景技术

40CrNiMo是一种具有较高淬透性的高强度合金结构钢，采用40CrNiMo钢制作的锻件，通过常规的锻后正火+调质处理，常规技术为：锻后860℃-880℃进行奥氏体化，然后空冷，以此实现锻件的正火处理。然后采用850℃-860℃进行奥氏体化，采用油冷、有机淬火液冷却等冷却速度较慢的淬火介质进行冷却，以此实现锻件的淬火处理。并采用580℃-650℃进行回火处理，该处理工艺可以获得较高的强度，但是塑韧性一般，冲击韧性会降低。如何让40CrNiMo锻件在获得高强度的同时，也可以获得高韧性呢。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种高强度高韧性40CrNiMo锻件的热处理方法。本发明通过提高40CrNiMo锻件的奥氏体化温度，采用控冷淬火，调整回火温度，使得40CrNiMo锻件本体检测的屈服强度和抗拉强度大幅超过同等截面的采用普通淬火回火工艺锻件的强度，同时，其塑性指标（延伸率和断面收缩率）不降低，低温冲击韧性依然很好。

本发明的一种高强度高韧性40CrNiMo锻件的热处理方法技术方案为，

（1）采用锻后正火处理，正火时奥氏体化温度为920±10℃，保温结束后实施空冷；

（2）淬火时，采用900±10℃进行奥氏体化，保温结束后，先采用水冷，然后再采用有机淬火液进行冷却的方法进淬火冷却；

（3）采用600±10℃进行回火处理。

步骤（1）中，锻件加热至920±10℃进行保温，保温时间根据40CrNiMo锻件的厚度按照如下公式计算：

t=α·d

其中，t为保温时间，单位min

α为系数，取值1.0-1.5，单位min/mm

d为锻件的有效厚度，单位mm。

步骤（2）具体为：

①将温度≤300℃的锻件以≤120℃/h的速率升温到650±10℃并保温1h；

②按功率升温到900±10℃并保温，保温时间根据40CrNiMo锻件的厚度按照如下公式计算：

t=α·d

其中，t为保温时间，单位min

α为系数，取值0.8-1.5，单位min/mm

d为锻件的有效厚度，单位mm。

③冷却至230℃，入炉回火。

步骤③具体为：出炉后迅速转移至水槽上方，预冷至锻件表面850℃入水冷却；水冷5分钟，空冷30秒；水冷2分钟，转淬火液冷却；转移及空冷合计1分钟，淬火液冷却4分钟，入炉回火。

有机淬火液为质量浓度8%-10%的聚乙烯醇水溶液和质量浓度8%-10%的PAG水溶液中的至少一种

步骤（3）具体为：

②将锻件入炉在300±10℃条件下保温1h；

②升温到600±10℃并保温，保温时间根据40CrNiMo锻件的厚度按照如下公式计算：

t=α·d