一种锰系淬火贝氏体钢的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种锰系淬火贝氏体钢的制备方法，属于合金钢领域。
背景技术
为了获得优良性能的高强度合金钢，通常除了添加一定量元素或贵重元素外，还需对产品构件或零件加热到临界点Ac3以上30-50℃，随后在水或其它介质中进行淬火处理，淬火温度一般在900℃左右。为此，不可避免由于冷却过程中产生热应力及相变组织应力而导致变形及开裂现象。
针对以上现状，申请人提出了本申请项目，即“一种锰系淬火贝氏体钢的制备方法”的专利申请，以解决贝氏体钢在淬火时的开裂及变形问题，使淬火贝氏体钢得以在生产中广泛应用。淬火时冷却速度快，故显微组织得到改善，性能大幅度提高。
本申请人曾于08年9月27日提出了“一种锰系水淬贝氏体钢的制备方法”的专利申请，公开了一种水(油)淬贝氏体钢的生产工艺，但该工艺未能妥善解决淬火中的变形及开裂问题，也未达到淬火改善组织和力学性能的目标。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种锰系淬火贝氏体钢的制备方法，改变传统钢铁的淬火工艺，以改善产品的组织和性能，而且有效避免淬火中的开裂。
本发明提出的一种锰系淬火贝氏体钢的制备方法，包括以下各步骤：
(1)用常规炼钢工艺冶炼后，钢中各成分的重量百分比可以为：
C： 0.06-0.54％
Mn： 1.80-3.50％
Si： 0.20-1.80％
Cr： 0-1.60％
Mo： 0-3.00％
W： 0-3.00％
Ni： 0-3.00％
Ti： 0-0.12％
V： 0-0.12％
Nb： 0-0.12％
N 0-0.02％
B： 0-0.01％
余为Fe；
(2)将上述钢材锻压、轧制或铸造成产品，空冷至480℃-700℃，随即进行水冷、油冷或盐碱液冷至200℃-250℃，或将产品重新加热至奥氏体转变临界点以上30-50℃，空冷至480℃-700℃，随即进行水冷、油冷或盐碱液冷至200℃-250℃，然后取出空冷或缓冷至室温；
(3)将上述产品加热至200℃-600℃，保温1-5小时进行回火处理。
本发明提出地锰系淬火贝氏体钢的制备方法，通过成分优化，在空冷至较低温区(480℃-700℃)时，随即淬火相当于在480℃-700℃进行淬火，降低了淬火温度，从而有效避免高温淬火下的变形及开裂。而国内外历来钢的淬火温度均在临界点Ac3以上，通常约为850℃以上，淬火时容易产生热应力及组织应力导致变形及开裂。本发明方法为了减少变形开裂和增加贝氏体含量，改善贝氏体/马氏体复相组织，提高力学性能，水冷、油冷或盐碱液冷至200℃-250℃(在贝氏体转变温区内)随后采用空冷或缓慢冷却方式。本发明的锰系淬火贝氏体钢，与同强度级别的其他钢种相比，合金成本低廉，性能提高，且整个生产工艺过程无需复杂工序，显著地降低了生产成本。
【具体实施方式】
本发明提出的锰系淬火贝氏体钢的制备方法，用常规炼钢工艺冶炼后，钢中各成分的重量百分比可以为：
C： 0.06-0.54％
Mn： 1.80-3.50％
Si： 0.20-1.80％
Cr： 0-1.60％
Mo： 0-3.00％
W： 0-3.00％
Ni： 0-3.00％
Ti： 0-0.12％
V： 0-0.12％
Nb： 0-0.12％
N 0-0.02％
B： 0-0.01％
余为Fe；
将上述钢材锻压、轧制或铸造成产品，空冷至480℃-700℃，随即进行水冷或油冷或盐碱液冷至200℃-250℃(或重新加热至奥氏体转变临界点以上30-50℃，空冷至480℃-700℃，随即进行水冷或者油冷或盐碱液冷至200℃-250℃)，然后取出空冷或缓冷至室温；将上述产品加热至200℃-600℃，保温1-5小时进行回火处理。
本发明实施例中，钢中各成分的重量百分比如下表所示：
实施例1的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至480℃随即进行水冷至250℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至200℃，保温5小时进行回火处理。
实施例2的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至500℃随即进行水冷至250℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至350℃，保温3小时进行回火处理。
实施例3的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至550℃随即进行油冷至230℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至450℃，保温2小时进行回火处理。
实施例4的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至600℃随即进行水冷至200℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至600℃，保温1小时进行回火处理。
实施例5的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至700℃随即进行油冷至200℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至300℃，保温3小时进行回火处理。
实施例6的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至480℃随即进行水冷至230℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至250℃，保温5小时进行回火处理。
实施例7的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至550℃随即进行水冷至250℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至450℃，保温2小时进行回火处理。
实施例8的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至650℃随即进行油冷至200℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至250℃，保温5小时进行回火处理。
实施例9的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，重新加热至Ac3以上50℃，空冷至480℃随即进行水冷至250℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至250℃，保温5小时进行回火处理。
实施例10的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，重新加热至Ac3以上30℃，空冷至500℃随即进行水冷至250℃，后空冷至室温；
(2)将上述产品加热至500℃，保温2小时进行回火处理。
实施例11的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，重新加热至Ac3以上30℃，空冷至600℃随即进行水冷至250℃，后炉冷至室温；
(2)将上述产品加热至300℃，保温3小时进行回火处理。
实施例12的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，重新加热至Ac3以上30℃，空冷至700℃随即进行油冷至200℃，后炉冷至室温；
(2)将上述产品加热至300℃，保温3小时进行回火处理。
实施例13的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，重新加热至Ac3以上30℃，空冷至700℃随即进行盐碱液冷至200℃，后炉冷至室温；
(2)将上述产品加热至300℃，保温3小时进行回火处理。
实施例14的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至700℃随即进行盐碱液冷至200℃，后炉冷至室温；
(2)将上述产品加热至300℃，保温3小时进行回火处理。
实施例15的制备方法如下：
(1)用转炉或电炉进行常规炼钢，锻造，轧制或铸造后，空冷至500℃随即进行盐碱液冷至200℃，后炉冷至室温；
(2)将上述产品加热至500℃，保温2小时进行回火处理。