[发明专利]一种促进含W合金钢中纳米碳化物析出的热处理方法

说明书

本发明涉及一种促进含W合金钢中纳米碳化物析出的热处理方法。其技术方案是：先将钢坯在1100～1200℃条件下均热24～48h，随炉冷至室温。再于850～1000℃条件下奥氏体化20～40min，在冰盐水中淬火。然后在真空度为10^‑3～10^‑2Pa和磁场强度为10～14T条件下以3～7℃/min的速度加热至650～750℃，等温0.5～3.0h，冷却至室温。所述钢坯的化学成分是：C为0.06～0.14wt％，W为1.50～3.00wt％，P<0.01wt％，S<0.005wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。所述冰盐水的温度为‑3～‑1℃。本发明工艺简单、成本低和生产周期短，用该方法处理后的含W合金钢的强度明显提高。

技术领域

本发明属于含W合金钢中碳化物析出的技术领域。尤其涉及一种促进含W合金钢中纳米碳化物析出的热处理方法。

背景技术

超高强度钢是在合金结构钢的基础上，通过合金化、热处理和冷热加工工艺制得的超高强度、高塑性和良好韧性的钢铁材料，能够显著提高强度，同时保持良好的塑韧性，其抗拉强度≥1500MPa(或者屈服强度≥1380MPa)。随着钢铁材料研究水平的大幅提高，超高强度钢已经成为应用很广的一类重要钢铁材料，例如用于飞机起落架和平尾轴、装甲车的防弹钢板、大型机械的转向架、火箭的发动机外壳等一些特殊领域。而且其应用范围逐渐扩大到远海深海平台、军事装备、矿山机械、车辆工程和建筑工程等领域。新一代高强度结构钢既需要超高强度的同时又要满足超强韧性，所以对钢种的开发提出了巨大的挑战。

二次硬化超高强度钢，其工艺特点是经过淬火‐回火、淬火‐碳分配或者淬火‐碳分配‐回火等工艺，通过析出弥散分布的合金碳化物产生析出强化作用，使强度和硬度明显提高，同时韧性也得到提高。但其中的贵重金属Ni、Co等合金元素的含量非常高，使生产成本非常昂贵。

析出强化型超高强度钢种具有超高强度，同时还兼备了优良的塑性和韧性，被广泛应用于装甲用钢、防弹钢板、轴承用钢等诸多领域。科技人员作了大量的研发工作，如：“一种900MPa级热轧纳米析出强化型高强高韧钢及其制造方法”(CN108004475A)专利技术，该专利技术通过添加Nb、Ti、Mo、V等贵重合金元素获得了显微组织为贝氏体+纳米级碳化物的组织，制得900MPa级热轧纳米析出强化型高强高韧钢，但其合金成分复杂、成本高昂和热处理工艺复杂。另如“析出强化型马氏体钢及其制造方法”(CN104271787A)专利技术，该专利技术中通过添加高含量的Ni(7.5～11.0％)、Cr(10.5～13.5％)、Mo(1.75～2.5％)等合金元素，这类钢也是通过第二相粒子的析出实现良好性能，使强度升高，但合金元素添加过多，所以成本高昂，同时其热处理时间长达多个小时，生产效率低。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，目的是提供一种工艺简单、成本低和生产周期短的促进含W合金钢中纳米碳化物析出的热处理方法，该方法能提高含W合金钢的强度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：先将钢坯在1100～1200℃条件下均热24～48h，随炉冷至室温；再于850～1000℃条件下奥氏体化20～40min，在冰盐水中淬火；然后在真空度为10^-3～10^-2Pa和磁场强度为10～14T条件下以3～7℃/min的速度加热至650～750℃，等温0.5～3.0h，冷却至室温。

所述钢坯的化学成分是：C为0.06～0.14wt％，W为1.50～3.00wt％，P&lt;0.01wt％，S&lt;0.005wt％，其余为Fe及不可避免的杂质。

所述冰盐水的温度为-3～-1℃。

由于采用上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下积极效果：