超长大规格高强高韧27NiCrMoV15-6锻件热处理方法与流程

专利2026-05-11  6

本发明属于金属材料热处理,特别涉及一种可以提高锻件组织均匀性,获得较高强度和韧性并达到标准要求,且还能够避免因内部应力过大产生锻件变形危害的超长大规格高强高韧27nicrmov15-6锻件热处理方法,进而满足后续精加工要求。


背景技术:

1、由于市场竞争激烈,客户对产品质量的要求越来越严格,目前生产的27nicrmov15-6材料主要用于制造拉杆或锻件,热处理后需先切1/2半径或90m的弃料,然后再切试片,在1/3半径处进行力学性能和金相检测,取样位置较深且强度和冲击韧性指标要求较高,抗拉强度要求在≥1150mpa,v型冲击功要求≥40j,已达到高强高韧标准,按照常规热处理工艺:采用850℃~870℃范围淬火+高温回火,力学性能很难达到标准要求,同时由于27nicrmov15-6材料中ni含量相对较高,生产中容易出现组织遗传,造成晶粒度混晶严重,难以达到晶粒度均匀化,致使热处理后晶粒度级别低于标准要求,另外对于超细长锻件,生产过程中极易发生弯曲变形,产生较大的内应力,影响精加工和使用,尤其是外圆直径为φ200~φ400mm,长度大于9000mm的超长27nicrmov15-6锻件,因此,急需一种超长大规格高强高韧27nicrmov15-6锻件热处理方法,来有效提高锻件组织均匀性,获得较高的强度和韧性,并能够避免因内部应力过大产生锻件变形的危害,进而满足后续精加工要求,提高产品交货率。


技术实现思路

1、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超长大规格高强高韧27nicrmov15-6锻件热处理方法,可以有效提高锻件组织均匀性,获得较高的强度和韧性,还能够避免因内部应力过大产生锻件变形的危害,进而满足后续精加工要求,提高产品交货率。

2、为达上述发明目的,本发明采用如下技术方案:

3、一种超长大规格高强高韧27nicrmov15-6锻件热处理方法,具体工艺步骤如下:

4、步骤1)、高温正火:将锻件装入20米卧式加热炉,入炉时加热炉炉温≤450℃,以10℃/h~100℃/h的升温速度升温至550℃~700℃,保温1h~10h,然后以80℃/h~200℃/h的升温速度升温至890℃~920℃,保温3h~12h后出炉空冷,空冷至锻件表面温度在50℃~100℃,执行完步骤1)将锻件装入20米卧式加热炉中执行淬火;

5、步骤2)、淬火:将锻件装入20米卧式加热炉,入炉时加热炉炉温≤450℃,以10℃/h~100℃/h的升温速度升温至550℃~700℃,保温1h~10h,然后以80℃/h~200℃/h的升温速度升温至860℃~890℃,保温3h~12h后出炉淬火冷却,出炉空冷时间≤180s,然后将锻件放入150吨的水槽中进行三次间歇式水冷,水温控制在20℃~30℃,一次水冷时间(2~2.5)*r秒,r为锻件直径,一次水冷后出水空冷40s~90s,二次水冷时间(1~1.5)*r秒,二次水冷后出水空冷40s~90s, 三次水冷时间(1~1.5)*r秒,水冷时开启搅拌泵对淬火水搅拌,打破蒸汽膜,强化冷却效果,水冷结束后将锻件吊出淬火水槽,执行完步骤2)将锻件装入20米卧式加热炉中执行高温回火;

6、步骤3)、高温回火:入炉时加热炉炉温≤350℃,然后以10℃/h~50℃/h升温速度升温至500℃~600℃,保温5h~20h,出炉空冷至表面温度在300℃~400℃利用锻件余热校直,校直后将锻件放置平地摆放平整,不允许堆压,然后空冷至室温,执行完步骤3)将锻件装入20米卧式加热炉中执行低温回火;

7、步骤4)、低温回火:入炉时加热炉炉温≤350℃,然后以10℃/h~50℃/h升温速度升温至450℃~550℃,保温5h~20h,出炉空冷至表面温度在300℃~350℃利用锻件余热检测锻件直线度,若存在弯曲变形,利用油压机进行轻压校直,校直后将锻件放置平地摆放平整,不允许堆压,然后空冷至室温。

8、所述27nicrmov15-6锻件的外圆直径为φ200~φ400mm,保证锻件组织的均匀性,获得较高的强度和韧性,避免因内部应力过大产生锻件变形影响后续精加工的危害。

9、本发明工艺与现有技术相比,具有下述优点:

10、按本发明一种超长大规格高强高韧27nicrmov15-6锻件热处理方法,

11、将高温正火、淬火、高温回火、低温回火工艺有效相结合及阶段性长时间保温然后快速加热方式,通过反复的组织转变,减少残余奥氏体含量和切断组织遗传,保证锻件内部组织细小均匀化,获得良好的晶粒度级别。

12、通过强化淬火冷却系数,促进组织转变,增强淬硬层深度,保证热处理后组织稳定性并获得较高的强度和韧性,进而满足标准要求。

13、利用回火后锻件余热进行校正,去除或减小锻件因校直产生的内应力,避免超细长锻件精加变形。

14、采用限速加热升温和阶段性保温方式,避免超长大规格27nicrmov15-6锻件因过大的热应力和组织应力而产生开裂。按本发明生产的外圆直径为φ200~φ400mm,长度大于9000mm的超长27nicrmov15-6锻件,不仅获得了均匀组织,具有较高的强度和韧性,而且还避免因内部应力过大产生锻件变形的危害,满足后续精加工要求,提高了产品交货率。



技术特征:

1.一种超长大规格高强高韧27nicrmov15-6锻件热处理方法,其特征在于:具体工艺步骤如下:


技术总结
本发明公开了一种超长大规格高强高韧27NiCrMoV15‑6锻件热处理方法,将高温正火、淬火、高温回火、低温回火工艺有效相结合及阶段性长时间保温然后快速加热方式,通过反复的组织转变,减少残余奥氏体含量和切断组织遗传,保证锻件内部组织细小均匀化,获得良好的晶粒度级别;通过强化淬火冷却系数,促进组织转变,增强淬硬层深度,保证热处理后组织稳定性并获得较高的强度和韧性,进而满足标准要求;利用回火后锻件余热进行校正,去除或减小锻件因校直产生的内应力,避免超细长锻件精加变形;采用限速加热升温和阶段性保温方式,避免超长大规格27NiCrMoV15‑6锻件因过大的热应力和组织应力而产生开裂,不仅获得了均匀组织,具有较高强度和韧性,还避免因内部应力过大产生锻件变形,满足后续精加工要求。

技术研发人员:张巧换,王怡群,周鹏,王学玺,赵颖,郭爱荣
受保护的技术使用者:河南中原特钢装备制造有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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