改善鑄鋼件力學性能的熱處理方法及鑄鋼件與流程

2023-08-13 15:46:41 1

本發明涉及鑄鋼件熱處理技術領域，尤其涉及一種改善鑄鋼件力學性能的熱處理方法及鑄鋼件。

背景技術：

al是鋼鐵冶煉中最常見的元素，常被用作煉鋼時的脫氧定氮劑，但最終鋼鐵鑄件中殘留al量應嚴格控制，即要滿足脫氧的需要，又不能影響材料的性能和用途。但目前，大多數鋼材料或鑄件中相關國家標準或規範中也未對殘留al含量有明確的含量限制。

對於一些鑄鋼件，雖然顧客對殘留al含量沒有限定，但是，在批量生產時，發現殘留al含量在0.009%～0.03%正常波動時，採用正常的通用的熱處理工藝處理，鑄鋼件的rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa、延伸率a約在22%～25%、斷面收縮率z約在48%～60%，完全滿足力學性能要求。但是當殘留al含量在0.03%～0.06%時，仍採用正常通用的熱處理工藝方法去處理，發現延伸率a、斷面收縮率z出現了明顯的下降，尤其是殘留al含量接近0.06%～0.08%時，延伸率降到了5%～12%，斷面收縮率急劇下降到4%～30%而且不穩定，導致鑄鋼件性能不合，但強度和殘留al含量較低時的鑄鋼件強度很接近。

技術實現要素：

有必要提出一種對不同殘留al含量的鑄鋼件進行的處理的，使得鑄鋼件的力學性能滿足工藝要求的改善鑄鋼件力學性能的熱處理方法。

還有必要提出一種採用改善鑄鋼件力學性能的熱處理方法處理得到的鑄鋼件。

一種改善鑄鋼件力學性能的熱處理方法，對鑄鋼件進行熱處理，所述熱處理包括正火、快速冷卻、回火、出爐冷卻步驟，

所述正火步驟為：鑄鋼件升溫至ac3+（80℃～110℃），ac3為840℃，當鑄鋼件的溫度達到920℃～950℃時保溫計時，正火時間為鑄鋼件最大壁厚乘以1.5～2min；

所述快速冷卻步驟為：將鑄鋼件出爐冷卻，冷卻時採用風機對鑄鋼件進行吹風冷卻，同時採用水霧機將冷卻水的水霧噴向鑄鋼件，以加快鑄鋼件的冷卻速度，保證鑄鋼件的冷卻達到10℃/min～20℃/min；

所述回火步驟為：待鑄鋼件冷卻至200℃以下時，再次將鑄鋼件升溫至630℃～650℃，保溫時間為鑄鋼件最大壁厚乘以（1～1.5）min；

出爐冷卻。

優選的，採用所述熱處理後的鑄鋼件的各化學成份及所佔質量比例為c≤0.35%、si≤1.00%、mn≤1.75%、p≤0.040%、s≤0.040%、al含量為0.06%～0.08%，其餘為fe及不可避免的殘餘元素，所述鑄鋼件的力學性能為抗拉強度rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa，延伸率a=22%～25%、斷面收縮率z=48%～60%。

優選的，採用所述熱處理後的鑄鋼件的各化學成份及所佔質量比例為c≤0.35%、si≤1.00%、mn≤1.75%、p≤0.040%、s≤0.040%、al含量為0.03%～0.06%，其餘為fe及不可避免的殘餘元素，所述鑄鋼件的力學性能為抗拉強度rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa，延伸率a=22%～25%、斷面收縮率z=48%～60%。。

優選的，採用所述熱處理後的鑄鋼件的各化學成份及所佔質量比例為c≤0.35%、si≤1.00%、mn≤1.75%、p≤0.040%、s≤0.040%、al含量為0.009%～0.03%，其餘為fe及不可避免的殘餘元素，所述鑄鋼件的力學性能為抗拉強度rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa，延伸率a=22%～25%、斷面收縮率z=48%～60%。

本發明針對殘留al含量較高的這類材質鑄鋼件，採用提高正火溫度、延長正火保溫時間、提高正火冷速、提高回火保溫溫度並縮短回火保溫時間，降低了鑄鋼件中al化合物對組織性能的有害影響。

經過實際批量件驗證，鑄鋼件的平均性能指標是：抗拉強度rm和屈服強度rp0.2變化不大的情況下，延伸率a約在20%～25%、斷面收縮率z約在40%～60%，從而提高了鑄鋼件的延伸率和斷面收縮率，最終完全達到了正常al含量的鑄鋼件的正常力學性能水平。避免了鑄鋼件因為殘留al含量較高導致性能惡化而報廢的情況發生，從而保證了產品質量，降低了生產成本；在批量件生產中取得了好的效果和效益。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將進一步做詳細說明。

本發明實施例提供了一種改善鑄鋼件力學性能的熱處理方法，對鑄鋼件進行熱處理，所述熱處理包括正火、快速冷卻、回火、出爐冷卻步驟，

所述正火步驟為：鑄鋼件升溫至ac3+（80℃～110℃），ac3為840℃，當鑄鋼件的溫度達到920℃～950℃時保溫計時，正火時間為鑄鋼件最大壁厚乘以1.5～2min；

所述快速冷卻步驟為：將鑄鋼件出爐冷卻，冷卻時採用風機對鑄鋼件進行吹風冷卻，同時採用水霧機將冷卻水的水霧噴向鑄鋼件，以加快鑄鋼件的冷卻速度，保證鑄鋼件的冷卻達到10℃/min～20℃/min；

所述回火步驟為：待鑄鋼件冷卻至200℃以下時，再次將鑄鋼件升溫至630℃～650℃，保溫時間為鑄鋼件最大壁厚乘以（1～1.5）min；

出爐冷卻。

所採用的熱處理工藝方法主要是提高正火溫度、延長正火保溫時間、提高正火冷速、提高回火保溫溫度並縮短回火保溫時間。

進一步，採用所述熱處理後的鑄鋼件的各化學成份及所佔質量比例為c≤0.35%、si≤1.00%、mn≤1.75%、p≤0.040%、s≤0.040%、al含量為0.06%～0.08%，其餘為fe及不可避免的殘餘元素，所述鑄鋼件的力學性能為抗拉強度rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa，延伸率a=22%～25%、斷面收縮率z=48%～60%。

進一步，採用所述熱處理後的鑄鋼件的各化學成份及所佔質量比例為c≤0.35%、si≤1.00%、mn≤1.75%、p≤0.040%、s≤0.040%、al含量為0.03%～0.06%，其餘為fe及不可避免的殘餘元素，所述鑄鋼件的力學性能為抗拉強度rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa，延伸率a=22%～25%、斷面收縮率z=48%～60%。。

進一步，採用所述熱處理後的鑄鋼件的各化學成份及所佔質量比例為c≤0.35%、si≤1.00%、mn≤1.75%、p≤0.040%、s≤0.040%、al含量為0.009%～0.03%，其餘為fe及不可避免的殘餘元素，所述鑄鋼件的力學性能為抗拉強度rm=620～670mpa、屈服強度rp0.2=415～460mpa，延伸率a=22%～25%、斷面收縮率z=48%～60%。

本發明實施例方法中的步驟可以根據實際需要進行順序調整、合併和刪減。

以上所揭露的僅為本發明較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利範圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，並依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬於發明所涵蓋的範圍。