一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410272124.5

申请日:

2014.06.18

公开号:

CN104060054A

公开日:

2014.09.24

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C21D 1/18申请日:20140618|||公开

IPC分类号:

C21D1/18; C21D11/00; C21D9/00; C22C38/44

主分类号:

C21D1/18

申请人:

中信重工机械股份有限公司

发明人:

刘铁山; 刘秋堂; 郭亚森

地址:

471003 河南省洛阳市涧西区建设路206号

优先权:

专利代理机构:

洛阳公信知识产权事务所(普通合伙) 41120

代理人:

时国珍

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内容摘要

一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,包括以下步骤:第一次淬火:室温~700℃,升温速度≦50℃/h;700℃时均温3h;700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;在980℃进行保温5h以上;然后冷却到60℃,第二次淬火加热;室温~700℃,升温速度≦50℃/h;在700℃时对衬板进行均温4h;700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;980℃进行保温6h以上;然后冷却到60℃进行中温回火;中温回火:室温~350℃,升温速度≦50℃/h;在350℃保温1h;350℃~500℃,升温速度≦50℃/h;在500℃进行保温8h以上;油冷至100℃以下时出油槽;本发明利用双连淬火的热处理工艺,两次淬火无时间间隔,减少了衬板淬火时的开裂,最大限度的细化晶粒度,提高了衬板的综合力学性能。

权利要求书

1.  一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,所述衬板是经淬火、回火工序后完成热处理过程,其特征在于:所述淬火采用双连淬火工艺,回火采用中温回火;
所述双连淬火包括以下步骤:第一次淬火加热,其加热过程分为四个阶段:a、室温~700℃,升温速度≦50℃/h;b、在700℃时对衬板进行均温3h;c、700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;d、在980℃进行保温,保温时间大于等于5h;第一次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,且冷却到60℃时,将衬板放入到热处理炉中进行第二次淬火加热;
第二次淬火加热,其加热过程分为四个阶段:a、室温~700℃,升温速度≦50℃/h;b、在700℃时对衬板进行均温4h;c、700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;d、在980℃进行保温,且保温时间大于等于6h;第二次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,冷却到60℃时,放入炉中进行中温回火;
所述中温回火,其加热过程分为四个阶段:a、室温~350℃,升温速度≦50℃/h;b、在350℃保温1h;c、350℃~500℃,升温速度≦50℃/h;d、在500℃进行保温,保温时间要大于等于8h;回火保温结束后,立刻将衬板放入油槽中进行油冷,冷却至100℃以下时出油槽。

2.
  如权利要求1所述的一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,其特征在于:所述的马氏体不锈钢衬板按重量百分比计,由以下组分组成:C 0.15-0.25%、Cr 10.5-12.0%、Mo 0.25-0.80%、Ni 0.30-0.80%、Mn≦1.00%、Si≦1.00%、S<0.035%、P<0.035%、Cu<0.20%,余量为Fe以及不可避免的杂质。

3.
  如权利要求1所述的一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,其特征在于:所述双连淬火进行冷却的过程中,从热处理炉炉门打开到衬板放入水或油中进行冷却之间的时间小于2min。

说明书

一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种不锈钢处理技术,具体的说是涉及一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法。
背景技术
马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为ZGCr13型,如ZG2Cr13 ,ZG3Cr13 ,ZG4Cr13等。淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合。由于其良好的抗氧化性,目前国际上已经有公司将该材料在衬板湿法原料磨使用。
目前马氏体不锈钢所采用的热处理工艺主要是淬火加高温回火。马氏体不锈钢淬火加高温回火后,硬度不高170HB~250HB,虽然具有良好的冲击韧性,但是由于硬度较低,用作衬板时,耐磨性不好,受冲击易变形。采用淬火低温回火时,硬度虽然提高,抗冲击性能极差,用作衬板时,易破碎,使用寿命同样较短。且由于回火脆性的存在,不容易同时得到较高的硬度和冲击韧性。
发明内容
本发明为了解决上述的技术问题,提供一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,其有效改善了衬板的最终组织,最大限度的细化晶粒度,提高了衬板的综合力学性能。
本发明所采用的技术方案是:一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,所述衬板是经淬火、回火工序后完成热处理过程,所述淬火采用双连淬火工艺,回火采用中温回火;
所述双连淬火包括以下步骤:第一次淬火加热,其加热过程分为四个阶段:a、室温~700℃,升温速度≦50℃/h;b、在700℃时对衬板进行均温3h;c、700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;d、在980℃进行保温,保温时间大于等于5h;第一次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,且冷却到60℃时,将衬板放入到热处理炉中进行第二次淬火加热;
第二次淬火加热,其加热过程分为四个阶段:a、室温~700℃,升温速度≦50℃/h;b、在700℃时对衬板进行均温4h;c、700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;d、在980℃进行保温,且保温时间大于等于6h;第二次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,冷却到60℃时,放入炉中进行中温回火;
所述中温回火,其加热过程分为四个阶段:a、室温~350℃,升温速度≦50℃/h;b、在350℃保温1h;c、350℃~500℃,升温速度≦50℃/h;d、在500℃进行保温,保温时间要大于等于8h;回火保温结束后,立刻将衬板放入油槽中进行油冷,冷却至100℃以下时出油槽。
所述的马氏体不锈钢衬板按重量百分比计,由以下组分组成:C 0.15-0.25%、Cr 10.5-12.0%、Mo 0.25-0.80%、Ni 0.30-0.80%、Mn≦1.00%、Si≦1.00%、S<0.035%、P<0.035%、Cu<0.20%,余量为Fe以及不可避免的杂质。
所述双连淬火进行冷却的过程中,从热处理炉炉门打开到衬板放入水或油中进行冷却之间的时间小于2min。
本发明的有益效果:
(1)本发明利用双连淬火的热处理工艺,两次淬火无时间间隔,减少了衬板淬火时的开裂,本发明采用两次淬火,改善了衬板的最终组织,最大限度的细化晶粒度,提高了衬板的综合力学性能;
(2)本发明选用的马氏体不锈钢材料中含铬量较高,使衬板具有良好的抗氧化性,解决了衬板长期在潮湿的环境中使用时的氧化锈蚀,本发明采用的马氏体不锈钢衬板中加入了一定的Ni和Mo,大大增加了钢的塑韧性和强度,同时降低了该钢在后续的热处理中的回火脆性;
(3)本发明中利用淬火及时回火,很好的消除了淬火产生的组织应力,防止了衬板因应力过大而开裂;
(4)本发明最后得到的组织为回火索氏体,该组织使衬板同时具有较高的冲击韧性和硬度。
具体实施方式
一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,所述衬板是经淬火、回火工序后完成热处理过程,所述淬火采用双连淬火工艺,回火采用中温回火;
所述双连淬火包括以下步骤:第一次淬火加热,其加热过程分为四个阶段:a、室温~700℃,升温速度≦50℃/h;b、在700℃时对衬板进行均温3h;c、700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;d、在980℃进行保温,保温时间大于等于5h;第一次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,且冷却到60℃时,将衬板放入到热处理炉中进行第二次淬火加热;
第二次淬火加热,其加热过程分为四个阶段:a、室温~700℃,升温速度≦50℃/h;b、在700℃时对衬板进行均温4h;c、700℃~980℃,升温速度≦40℃/h;d、在980℃进行保温,且保温时间大于等于6h;
第二次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,冷却到60℃时,放入炉中进行中温回火;
所述中温回火,其加热过程分为四个阶段:a、室温~350℃,升温速度≦50℃/h;b、在350℃保温1h;c、350℃~500℃,升温速度≦50℃/h;d、在500℃进行保温,保温时间要大于等于8h;回火保温结束后,立刻将衬板放入油槽中进行油冷,冷却至100℃以下时出油槽。
所述的马氏体不锈钢衬板按重量百分比计,由以下组分组成:C 0.15-0.25%、Cr 10.5-12.0%、Mo 0.25-0.80%、Ni 0.30-0.80%、Mn≦1.00%、Si≦1.00%、S<0.035%、P<0.035%,Cu<0.20%,余量为Fe以及不可避免的杂质。
所述双连淬火进行冷却的过程中,从热处理炉炉门打开到衬板放入水或油中进行冷却之间的时间小于2min。
热处理后在衬板本体上进行取样观察金相组织,其组织为回火索氏体,力学检验结果显示,硬度≥42HRC,冲击功大于≥45J。特别是对衬板本体进行对比破坏性冲击试验,该工艺衬板试验冲击指标比一次淬火工艺指标高230%以上,使用寿命也提高两倍以上。

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1、10申请公布号CN104060054A43申请公布日20140924CN104060054A21申请号201410272124522申请日20140618C21D1/18200601C21D11/00200601C21D9/00200601C22C38/4420060171申请人中信重工机械股份有限公司地址471003河南省洛阳市涧西区建设路206号72发明人刘铁山刘秋堂郭亚森74专利代理机构洛阳公信知识产权事务所普通合伙41120代理人时国珍54发明名称一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法57摘要一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,包括以下步骤第一次淬火室温700,升温速度50/H;700时均温3。

2、H;700980,升温速度40/H;在980进行保温5H以上;然后冷却到60,第二次淬火加热;室温700,升温速度50/H;在700时对衬板进行均温4H;700980,升温速度40/H;980进行保温6H以上;然后冷却到60进行中温回火;中温回火室温350,升温速度50/H;在350保温1H;350500,升温速度50/H;在500进行保温8H以上;油冷至100以下时出油槽;本发明利用双连淬火的热处理工艺,两次淬火无时间间隔,减少了衬板淬火时的开裂,最大限度的细化晶粒度,提高了衬板的综合力学性能。51INTCL权利要求书1页说明书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1。

3、页说明书2页10申请公布号CN104060054ACN104060054A1/1页21一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,所述衬板是经淬火、回火工序后完成热处理过程,其特征在于所述淬火采用双连淬火工艺,回火采用中温回火;所述双连淬火包括以下步骤第一次淬火加热,其加热过程分为四个阶段A、室温700,升温速度50/H;B、在700时对衬板进行均温3H;C、700980,升温速度40/H;D、在980进行保温,保温时间大于等于5H;第一次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,且冷却到60时,将衬板放入到热处理炉中进行第二次淬火加热;第二次淬火加热,其加热过程分为四个阶段A、室温700,升温速度5。

4、0/H;B、在700时对衬板进行均温4H;C、700980,升温速度40/H;D、在980进行保温,且保温时间大于等于6H;第二次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,冷却到60时,放入炉中进行中温回火;所述中温回火,其加热过程分为四个阶段A、室温350,升温速度50/H;B、在350保温1H;C、350500,升温速度50/H;D、在500进行保温,保温时间要大于等于8H;回火保温结束后,立刻将衬板放入油槽中进行油冷,冷却至100以下时出油槽。2如权利要求1所述的一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,其特征在于所述的马氏体不锈钢衬板按重量百分比计,由以下组分组成C015025、CR1051。

5、20、MO025080、NI030080、MN100、SI100、S0035、P0035、CU020,余量为FE以及不可避免的杂质。3如权利要求1所述的一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,其特征在于所述双连淬火进行冷却的过程中,从热处理炉炉门打开到衬板放入水或油中进行冷却之间的时间小于2MIN。权利要求书CN104060054A1/2页3一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法技术领域0001本发明涉及一种不锈钢处理技术,具体的说是涉及一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法。背景技术0002马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为ZGCR13型,如ZG2CR13,Z。

6、G3CR13,ZG4CR13等。淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合。由于其良好的抗氧化性,目前国际上已经有公司将该材料在衬板湿法原料磨使用。0003目前马氏体不锈钢所采用的热处理工艺主要是淬火加高温回火。马氏体不锈钢淬火加高温回火后,硬度不高170HB250HB,虽然具有良好的冲击韧性,但是由于硬度较低,用作衬板时,耐磨性不好,受冲击易变形。采用淬火低温回火时,硬度虽然提高,抗冲击性能极差,用作衬板时,易破碎,使用寿命同样较短。且由于回火脆性的存在,不容易同时得到较高的硬度和冲击韧性。发明内容0004本发明为了解决上述的技术问题,提供一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,其有效改善了衬。

7、板的最终组织,最大限度的细化晶粒度,提高了衬板的综合力学性能。0005本发明所采用的技术方案是一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,所述衬板是经淬火、回火工序后完成热处理过程,所述淬火采用双连淬火工艺,回火采用中温回火;所述双连淬火包括以下步骤第一次淬火加热,其加热过程分为四个阶段A、室温700,升温速度50/H;B、在700时对衬板进行均温3H;C、700980,升温速度40/H;D、在980进行保温,保温时间大于等于5H;第一次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,且冷却到60时,将衬板放入到热处理炉中进行第二次淬火加热;第二次淬火加热,其加热过程分为四个阶段A、室温700,升温速度50。

8、/H;B、在700时对衬板进行均温4H;C、700980,升温速度40/H;D、在980进行保温,且保温时间大于等于6H;第二次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,冷却到60时,放入炉中进行中温回火;所述中温回火,其加热过程分为四个阶段A、室温350,升温速度50/H;B、在350保温1H;C、350500,升温速度50/H;D、在500进行保温,保温时间要大于等于8H;回火保温结束后,立刻将衬板放入油槽中进行油冷,冷却至100以下时出油槽。0006所述的马氏体不锈钢衬板按重量百分比计,由以下组分组成C015025、CR105120、MO025080、NI030080、MN100、SI。

9、100、S0035、P0035、CU020,余量为FE以及不可避免的杂质。0007所述双连淬火进行冷却的过程中,从热处理炉炉门打开到衬板放入水或油中进行冷却之间的时间小于2MIN。说明书CN104060054A2/2页40008本发明的有益效果(1)本发明利用双连淬火的热处理工艺,两次淬火无时间间隔,减少了衬板淬火时的开裂,本发明采用两次淬火,改善了衬板的最终组织,最大限度的细化晶粒度,提高了衬板的综合力学性能;(2)本发明选用的马氏体不锈钢材料中含铬量较高,使衬板具有良好的抗氧化性,解决了衬板长期在潮湿的环境中使用时的氧化锈蚀,本发明采用的马氏体不锈钢衬板中加入了一定的NI和MO,大大增加了。

10、钢的塑韧性和强度,同时降低了该钢在后续的热处理中的回火脆性;(3)本发明中利用淬火及时回火,很好的消除了淬火产生的组织应力,防止了衬板因应力过大而开裂;(4)本发明最后得到的组织为回火索氏体,该组织使衬板同时具有较高的冲击韧性和硬度。具体实施方式0009一种马氏体不锈钢衬板的热处理方法,所述衬板是经淬火、回火工序后完成热处理过程,所述淬火采用双连淬火工艺,回火采用中温回火;所述双连淬火包括以下步骤第一次淬火加热,其加热过程分为四个阶段A、室温700,升温速度50/H;B、在700时对衬板进行均温3H;C、700980,升温速度40/H;D、在980进行保温,保温时间大于等于5H;第一次淬火加热。

11、完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,且冷却到60时,将衬板放入到热处理炉中进行第二次淬火加热;第二次淬火加热,其加热过程分为四个阶段A、室温700,升温速度50/H;B、在700时对衬板进行均温4H;C、700980,升温速度40/H;D、在980进行保温,且保温时间大于等于6H;第二次淬火加热完成后,将衬板放入水或油中进行冷却,冷却到60时,放入炉中进行中温回火;所述中温回火,其加热过程分为四个阶段A、室温350,升温速度50/H;B、在350保温1H;C、350500,升温速度50/H;D、在500进行保温,保温时间要大于等于8H;回火保温结束后,立刻将衬板放入油槽中进行油冷,冷却至100。

12、以下时出油槽。0010所述的马氏体不锈钢衬板按重量百分比计,由以下组分组成C015025、CR105120、MO025080、NI030080、MN100、SI100、S0035、P0035,CU020,余量为FE以及不可避免的杂质。0011所述双连淬火进行冷却的过程中,从热处理炉炉门打开到衬板放入水或油中进行冷却之间的时间小于2MIN。0012热处理后在衬板本体上进行取样观察金相组织,其组织为回火索氏体,力学检验结果显示,硬度42HRC,冲击功大于45J。特别是对衬板本体进行对比破坏性冲击试验,该工艺衬板试验冲击指标比一次淬火工艺指标高230以上,使用寿命也提高两倍以上。说明书CN104060054A。

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