[发明专利]利用形变诱导析出提高微合金化槽帮铸钢件强韧性的方法

说明书

一种利用形变诱导析出来提高微合金化槽帮铸钢件强韧性的方法，属于钢铁材料加工技术领域。该方法是对一种或几种钛Ti、铌Nb、钒V的微合金化槽帮铸钢件提出的。其主要技术特征是将微合金化槽帮铸钢件加热到奥氏体单相区，然后对其内表面进行喷丸，使其内表面产生一定厚度的热塑性变形，来以此产生微合金化元素钛Ti、铌Nb、钒V的形变诱导析出效果；以及对喷丸处理后的微合金化槽帮铸钢件进行喷雾淬火及高温回火。按照本申请提出的方法，可使微合金化槽帮铸钢件的抗拉强度≥1300MPa、室温冲击韧性α_kv≥70J/cm²，以及其内表面硬度不低于400HB，进而满足矿山冶金机械零部件对强韧性及其耐磨损性能的高要求。

技术领域

本发明涉及一种利用形变诱导析出来提高微合金化槽帮铸钢件强韧性的方法，属于钢铁材料加工技术领域。

背景技术

微合金化铸钢中加入的一种或几种钛Ti、铌Nb、钒V等微合金化元素，改善了铸钢件的强度、韧性。

一般来讲，微合金化元素主要是通过析出强化、沉淀强化、细晶强化等方式来提高产品的强度、韧性。其中，塑性变形对微合金化元素的析出强化有着积极的影响，即塑性变形后存在于基体相中的形变储能促使第二相脱溶析出明显加速进行，并使第二相脱溶析出温度升高或使脱溶析出量增大(超平衡固溶度析出)，即形变诱导析出。

然而，对铸钢件来讲，主要是通过铸造、热处理来进行制备(如文献傅定发，冷宇，高文理，微合金元素Nb对低碳铸钢强度和冲击韧性的影响[J]，材料导报B：研究篇，2018，32(1)：238-242)。未见有利用塑性变形产生微合金化元素形变诱导析出的方法来制备铸钢件的公开报道。鉴于将具有一定硬度、一定速度的钢丸喷射到零件表面时，可在工件表面产生极为强烈的塑性变形，使零件表面产生一定厚度的塑性变形，即喷丸，本发明考虑在不影响铸钢件使用性能的情况下，将喷丸处理引入到铸钢件的制备流程中，即将微合金化槽帮铸钢件加热到奥氏体单相区，然后对其内表面进行喷丸，使其内表面产生一定厚度的热塑性变形，进而实现微合金化元素的形变诱导析出；然后再进行喷雾淬火、高温回火。利用喷丸产生的热塑性变形来实现微合金化元素的形变诱导析出，这将会更加充分发挥铸钢中添加的微合金化元素的作用，进而进一步提高微合金化铸钢件的性能。

发明内容

一种利用形变诱导析出来提高微合金化槽帮铸钢件强韧性的方法主要是利用喷丸产生的热塑性变形来实现微合金化元素的形变诱导析出，来进一步提高微合金化槽帮铸钢件的强韧性，及其耐磨损性能。

本发明通过以下技术措施实现：

一种利用形变诱导析出来提高微合金化槽帮铸钢件强韧性的方法，该方法是对一种或几种钛Ti、铌Nb、钒V的微合金化槽帮铸钢件提出的，其技术关键点是将微合金化槽帮铸钢件加热到奥氏体单相区，然后对其内表面进行喷丸，使其内表面产生一定厚度的热塑性变形，来以此产生微合金化元素钛Ti、铌Nb、钒V的形变诱导析出的效果，进而提高微合金化槽帮铸钢件的强韧性；其具体方法是对浇注成型的微合金化槽帮铸钢件依次进行扩散均匀化、喷丸前的加热、喷丸、喷雾淬火、高温回火。

进一步地，所述微合金化槽帮铸钢件，其化学成分的质量百分比含量为：C：0.26～0.35％；Si：0.60～0.90％；Mn：1.10～2.00％；P：≤0.015％；S：≤0.015％；还含有Nb：0.03～0.12％；或V：0.05～0.16％；或Ti：0.02～0.09％中的一种或多种；

进一步地，所述扩散均匀化，是对浇注成型后的所述微合金化槽帮铸钢件进行温度为960～1200℃、保温时间为30～60min/mm的扩散均匀化处理，保温后空冷至室温。其中：当钢水成分中只要含有微合金化元素铌、且不论是否还含有钒、钛微合金化元素时，其扩散均匀化处理温度均为1100～1200℃；对于钢水成分中含有微合金化元素钒或钛、或钒与钛、且不含铌时，其扩散均匀化处理温度为960～1100℃。