[发明专利]一种18CrNiMo7-6材料及其低温冲击热处理方法

说明书

本发明提供一种18CrNiMo7‑6材料，该钢的组分及质量百分比为，C0.15～0.21%，Si≤0.40%，Mn 0.50～0.90%，Cr 1.50～1.80%，Mo 0.25～0.35%，P≤0.025%，S≤0.035%,Ni1.40～1.70%,其余为Fe及不可避免的杂质元素。18CrNiMo7‑6材料的热处理方法，包括装炉工序、淬火工序和回火工序，先将需处理的零件摆放在淬火工装上，再将淬火工装放入箱式电阻炉的有效加热区内；启动箱式电阻炉进行淬火，淬火温度为840℃～860℃，并根据保温时间公式t=α·κ·H确定保温时间，其中，t保温时间，α钢在气体介质中加热时的保温系数，κ零件装炉方式调整系数，H零件有效厚度；淬火保温完毕后，对所述零件进行淬火冷却；回火时间为淬火加热时间的1.2～1.5倍，回火冷却采用空冷或水冷，该方法有效改善材料的金属组织，提高产品生产合格率。

技术领域

本发明属于材料热处理技术领域，具体涉及一种18CrNiMo7-6材料及其热处理方法。

背景技术

18CrNiMo7-6钢属于一种表面硬化钢，具有高强度、高韧性和高淬透型，调质处理后有很高的强韧性，低温冲击韧性较好。该钢主要应用于轻量化齿轮、齿轮轴等零部件。

设计图纸中零件18CrNiMo7-6材料技术要求低温冲击达到Akv(-40℃)≥27J，抗拉强度Rm不小于980-1270N/mm2，屈服强度Rp0.2不小于680N/mm2, 延伸率A不小于8％，端面收缩率Z不小于35％。该材料要求-40℃低温冲击时，国内没有做过，国外也只有在-30℃时做到Akv26、28、29J。对应热处理工艺，国内没有公开发表的热处理工艺，也从未进行过低温冲击试验、生产，也没有相适宜的热处理工艺方法，热处理调质工艺属国内空白。

然而，18CrNiMo7-6材料作为广泛使用的工程产品材料，特别是在工程锚绞机齿轮、齿轮轴类零件中广泛使用，该材料中间技术要求为调质处理。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种18CrNiMo7-6材料及其热处理方法，改善金属组织，提高产品生产合格率。

为了达到以上目的，提供一种18CrNiMo7-6材料，该钢的组分及质量百分比为，C0.15～0.21％，Si≤0.40％，Mn 0.50～0.90％，Cr 1.50～1.80％，Mo 0.25～ 0.35％，P≤0.025％，S≤0.035％,Ni1.40～1.70％,其余为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明还提供该18CrNiMo7-6材料的热处理方法，包括装炉工序、淬火工序和回火工序，具体步骤如下，

步骤S1、装炉工序：将需处理的零件摆放在淬火工装上，再将淬火工装放入箱式电阻炉的有效加热区内；

步骤S2、淬火工序：启动箱式电阻炉进行淬火，淬火温度为840℃～860℃，并根据保温时间公式t＝α·κ·H确定保温时间，其中，t：保温时间，单位为 min，α：钢在气体介质中加热时的保温系数，单位为min/mm，κ：零件装炉方式调整系数，H：零件有效厚度，单位为mm；淬火保温完毕后，对所述零件进行淬火冷却；

步骤S3、回火工序：回火时间为淬火加热时间的1.2～1.5倍，回火冷却方式采用空冷或水冷。

热处理方法的优选方案是：摆放在淬火工装上的零件之间的间隔为 10-15mm，再将淬火工装放入炉内均匀温区内的装料架或炉底板上。

优选地，所述步骤S2中，对大件零件的淬火工序采用阶梯升温的方式，在升温中途进行一次650℃或分别在400～450℃、650℃进行两次保温工序，或利用较低的加热速度，低温阶段为30℃/h和600℃以上高温阶段为100℃/h，而不进行中间保温。