[发明专利]一种用于消除锻件偏析线的热处理工艺方法

说明书

本发明提供一种用于消除锻件偏析线的工艺方法，属于材料热处理领域，该方法采用高温加热等温转变将锻件中流线状的BN析出相溶入钢的基体中，再快冷至某一温度保温，防止BN再次析出，从而消除锻件偏析线缺陷组织。高温加热等温转变，温度1210～1230℃，加热速度不大于120℃/h，扩散时间为4h，等温转变温度650±10℃，均保温后快冷至600℃～650℃，在650±10℃温度下进行等温转变处理。本发明消除了锻件偏析线缺陷组织，避免造成锻件批量报废。

技术领域

本发明属于材料热处理领域，涉及一种消除Cr-Ni-Mo钢锻件BN偏析线的工艺方法。

背景技术

Cr-Ni-Mo钢锭经过锻造、热处理后进行低倍断口检测时，发现批量锻件在进行断口检测时，断口试片的整个截面上布满了白亮色线条。依据YB475-1993评定，该类缺陷被称为偏析线，严重程度达到Ⅱ级锻件将被视为不合格产品。本年度共投炉该类产品8炉，136支锻件，调质处理后进行断口检测，合格率仅占7.8％，其余均为Ⅱ级偏析线断口。

为解决该质量问题，对偏析线的性质进行辨别，在锻件的低倍断口试片上取样进行扫描电镜观察和分析。发现，断面上分布着方向性条带，这些条带放大观察呈沟槽状，沟槽表面光滑，其上分布有条状、块状物质，能谱分析表明这些物质主要含有B和N元素。经查阅相关文献，得知这种物质属于钢中的一种BN析出相。为了解决偏析线导致的断口不合格问题，认为应该寻求一种能够消除该析出相的办法从而挽救生产出来的不合格锻件。

其次，对BN的溶解做了模拟计算，根据计算的结果结合相关技术文献，制定了消除这种析出相的工艺方法。试验验证后，原来偏析线断面上沟槽中的条带状和块状析出相消除了，只留下了沟槽的痕迹。

经研究发现，该类缺陷形成的原因是，电炉炼钢时加入的废钢、精炼炉冶炼时加入的合金中均含有B元素，或者冶炼含B钢的钢包中的注余也含有B元素，在浇注时带入钢锭内部，随着钢水凝固和钢锭冷却，B元素与钢中的N元素以BN析出相的形式留在钢的基体中。在后续锻造成形的作用下，这些BN析出相便呈条带状沿着锻件变形方向延伸，从而贯穿了整个锻件。后续热处理温度较低，无法将其消除，遂在锻件调质态断口上便出现了白亮色的偏析线缺陷。

发明内容

本发明目的是提供一种用于消除锻件BN偏析线的热处理工艺方法，一种能够将锻件偏析线缺陷组织消除的热处理工艺方法，挽救成批的不合格产品锻件，避免造成巨大的经济损失。

本发明的技术方案是：一种用于消除锻件BN偏析线的热处理工艺方法，其特征在于，锻件热处理前进行高温加热等温转变处理：

高温加热：

加热速度不大于120℃/h，加热温度1210～1230℃，扩散时间为4h；

高温加热之后：在650±10℃温度下进行等温转变处理；保温后快冷至600℃～650℃。

进一步地，高温加热之后：加热出炉后空冷至600℃～650℃后装入600℃～650℃带料炉中，在650±10℃温度下进行低温退火。

进一步地，进行高温加热等温转变处理后进行高温正火：将锻件以不大于100℃/h的速度加热至850℃保温3h再升温至920⁺²⁰℃，均保温6h后出炉空冷。

本发明的技术效果：

本发明消除了锻件偏析线缺陷组织，避免造成锻件批量报废。

具体实施方式

本发明涉及一种消除Cr-Ni-Mo钢锻件BN偏析线的工艺方法，属于材料热处理领域。采用高温加热等温转变将锻件中流线状的BN析出相溶入钢的基体中，再快冷至某一温度保温，防止BN再次析出，从而消除锻件偏析线缺陷组织。