[发明专利]一种改善20Cr13锻坯晶粒度的退火工艺

说明书

本发明涉及一种改善20Cr13锻坯晶粒度的退火工艺，工艺如下：不完全退火：入炉温度≤450℃，以≤50~100℃/h升至550~700℃，以≥100℃/h升至800~900℃，以≤30℃/h随炉冷至350~‑450℃，高温正火：以≤50~100℃/h升至550~700℃，以≥100℃/h升至1000~1060℃，保温出炉风冷，对锻坯大台阶风冷，两端小台阶空冷，小台阶降温至300~400℃后入炉，在300~400℃保温，低温正火：以≤50~100℃/h升至550~700℃，以≥100℃/h升至900~980℃，出炉风冷，对锻坯大台阶风冷，两端小台阶空冷，小台阶降至300~400℃入炉，在300~400℃保温，高温回火：以≤50~100℃/h升至680~730℃，以≤10~40℃/h冷至650~680℃，以≤50℃/h冷至≤300℃出炉冷至室温，使锻坯内部晶粒度明显改善，晶粒度由原来的1‑2级改善到5‑7级。

技术领域

本发明属于金属材料热处理技术领域，特别涉及一种可以有效提高产品质量的改善20Cr13锻坯晶粒度的退火工艺。

背景技术

在实际生产中，由于20Cr13钢种中Cr合金成分较高，在锻造过程中容易出现表面开裂现象造成废品，生产操作不易控制，尤其是外圆直径φ500mm-φ1000mm范围的圆棒或台阶轴锻坯。因此，为了保证锻坯表面质量，在锻造过程中采取多火次锻造，锻坯在高温下持续加热保温，导致工件内部晶粒度粗大，锻坯的晶粒度通常在1-2级，若按照常规退火工艺：采取820℃～880℃范围的单退火+高温回火或执行两次820℃～880℃范围的双退火工艺，无法有效起到改善锻坯晶粒度的效果。为此，针对外圆直径φ500mm-φ1000mm范围的圆棒或台阶轴锻坯，急需一种可以有效改善锻坯晶粒度粗大的退火工艺。

发明目的

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种能够有效地改善20Cr13锻坯晶粒度粗大问题，并细化锻坯晶粒以提高产品质量的改善20Cr13锻坯晶粒度的退火工艺。

发明内容

为达上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种改善20Cr13锻坯晶粒度的退火工艺，其退火工艺具体如下：

步骤1)、不完全退火：入炉温度≤450℃，以≤50℃/h～100℃/h升温速度升温至550℃～700℃，保温3h～6h后，以≥100℃/h升温速度升温至800℃～900℃进行保温，保温5h～20h后以≤30℃/h随炉冷至350℃～450℃入炉，执行完步骤1)将锻坯装入炉中执行高温正火；

步骤2)高温正火：以≤50℃/h～100℃/h升温速度升温至550℃～700℃，保温3h～6h后，以≥100℃/h升温速度升温至1000℃～1060℃进行保温，保温5h～20h后出炉风冷，采用鼓风机只对锻坯中间大台阶进行风冷，两端小台阶空冷，冷至小台阶温度降至300℃～400℃后入炉，此时加热炉炉温控制在300℃～400℃，对锻坯进行保温5h～15h，保温后锻坯装入炉中进行低温正火；

步骤3)低温正火：以≤50℃/h～100℃/h升温速度升温至550℃～700℃，保温3h～6h后，以≥100℃/h升温速度升温至900℃～980℃进行保温，保温5h～20h后出炉风冷，采用鼓风机只对锻坯中间大台阶进行风冷，两端小台阶空冷，冷至小台阶温度降至300℃～400℃入炉，此时加热炉炉温控制在300℃～400℃，保温5h～15h，保温后直接进行高温回火；

步骤4)高温回火：以≤50℃/h～100℃/h升温速度升温至680℃～730℃，进行保温20h～40h，保温后以≤10℃/h～40℃/h降温速度随炉冷至650℃～680℃进行保温，保温40h～100h后，以≤50℃/h降温速度随炉冷至≤300℃，出炉空冷至室温。

本工艺适用于外圆直径φ500～φ1000mm范围的圆棒或台阶轴，按本工艺生产的20Cr13锻坯，锻坯内部晶粒度由原来粗大的1～2级改善到细小的5～7级。