一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝的製作方法

2023-05-26 19:55:56 2

一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝。採用二段固溶水韌處理，其中：使工件從室溫升溫至(1050±5)℃條件下，保溫（40～45）min，接著繼續升溫，在(1100±5)℃條件下，保溫（40～45）min，然後快速水冷。本工藝處理後的鑄造合金高錳鋼特別是ZGMn13A材料，可以獲得優異的金相組織，得到較高的表面耐磨性和心部強韌性，而且熱處理之後的碳化物級別受鑄件成分差異影響較小，組織穩定可靠，產品一次熱處理合格率可達95%以上，經濟效益明顯。
【專利說明】一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝
【技術領域】
[0001]本發明屬於金屬材料的熱處理工藝【技術領域】，尤其涉及一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝。
【背景技術】
[0002]高錳鋼是由英國人哈德菲爾德發明的一種鑄造抗磨鋼，其鑄態組織由奧氏體、碳化物及少量珠光體組成。鑄態高錳鋼中的碳化物易在晶界呈網狀分布，導致其性能很脆，需經水韌處理(固溶水淬處理)後才能直接使用。通過水韌處理，鑄態組織中的碳化物基本溶到奧氏體中，從而獲得單項奧氏體組織，而其表層則易在強烈衝擊或擠壓作用力下發生相變形成馬氏體，使高錳鋼具備較好的心部塑韌性、低裂紋擴展性和表面抗磨損性能。然而在非強烈衝擊的磨料磨損工況條件下，高錳鋼鑄件表面並不能達到較大程度的形變和加工硬化，也就是在使用過程中由於硬化速度慢，硬化層薄，高錳鋼的耐磨性並不高。
[0003]為了改善高錳鋼的力學性能及耐磨性，常在高錳鋼中添加鎳、鑰、鉻、鈦、釩、稀土等合金元素進行變質處理，從而在其奧氏體基體上獲得彌散分布的碳化物顆粒以提高材料的耐磨性。為了提高裝甲車輛用履帶板的耐磨性，我廠在普通高錳鋼ZGMnl3中添加Mo、T1、Re元素鑄造熔煉出了一種合金高錳鋼ZGMnl2MoTiRe (我廠將其命名為ZGMnl3A，以下簡稱ZGMnl3A)，其力學性能和耐磨性均優於普通高錳鋼。但隨著鑰、鈦以及稀土元素的加入，易導致ZGMnl3A鑄態 組織中析出含有合金元素的滲碳體型碳化物和特殊碳化物，給熱處理帶來了很大的困難。對ZGMnl3A履帶板採用傳統水韌處理工藝進行熱處理，發現其碳化物級別很不穩定，常出現較多的未溶碳化物或過熱碳化物，一次熱處理合格率只有70%左右。
[0004]在裝甲車輛履帶板用的合金高錳鋼材料特別是ZGMnl3A材料的熱處理技術中，還沒有系統完整的熱處理技術方案，材料熱處理的結果也不能達到滿意的要求，以往鑄造合金高錳鋼履帶板經過水韌處理，可以得到較高的表面耐磨性和心部強韌性，但其熱處理之後的碳化物級別受鑄件成分差異的影響較大，波動不穩定，目前還沒有滿意的熱處理技術。

【發明內容】

[0005]本發明根據現有技術的不足公開了一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝，本發明要解決的問題是提供一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝，特別是裝甲車輛用ZGMnl3A履帶板的熱處理工藝，降低因鑄件成分差異對合金高錳鋼熱處理碳化物級別的影響，以提高水韌處理的強韌化處理結果，提高履帶板一次熱處理合格率。
[0006]本發明通過以下技術方案實現:
一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝，即二段固溶水韌處理，其中:使工件從室溫升溫至(1050±5) °C條件下，保溫(40~45)min，接著繼續升溫，在(I 100±5) °C條件下，保溫(40~45) min，然後快速水冷。
[0007]所述工件為:合金高錳鋼材料，可以為ZGMnl3A材料。
[0008]ZGMnl3A特性及使用範圍:ZGMnl3A合金高錳鋼水韌處理後具有優異的的心部塑韌性、低裂紋擴展性和表面抗磨損性能，用作高負荷、交變應力下工作的鑄件，如裝甲車輛用履帶板。其化學成分(Wt%)主要是:碳C:1.0~1.4，矽Si <0.8，錳Mn:10.0~14.0，磷 P:≤ 0.07，硫 S..( 0.03，鑰 Mo:0.4 ~0.8，鈦 Ti:0.12 ~0.15，稀土元素 Re:0.036 ~0.045。經水韌處理合格後，由ZGMnl3A製成的履帶板抗拉力可達343KN，抗彎壓力可達78.4KN。
[0009]採用本發明工藝處理後的合金高錳鋼材料，金相組織優異，相應碳化物評級為7件I級、3件2A級，組織穩定可靠，一次熱處理合格率可達95%以上，相比傳統熱處理工藝提高了 30%。
[0010]採用本發明工藝處理後的鑄造合金高錳鋼材料特別是ZGMnl3A材料具有以下優
1.碳化物級別穩定可靠，受鑄件成分差異的影響較小。
[0011]2.產品一次熱處理合格率可達95%以上。
[0012]3.避免了因返工造成的能源浪費，減少了因產品報廢帶來的損失。
[0013]綜上所述，本發明工藝處理後的鑄造合金高錳鋼特別是ZGMnl3A材料，可以獲得優異的金相組織，得到較高的表面耐磨性和心部強韌性，而且熱處理之後的碳化物級別受鑄件成分差異影響較小，組織穩定可靠，產品一次熱處理合格率可達95%以上，經濟效益明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發明二段固溶水韌處理工藝流程條件參數。
[0015]圖2是傳統一段固溶水韌處理工藝流程條件參數。
【具體實施方式】
[0016]下面結合【具體實施方式】對本發明進一步說明，【具體實施方式】是對本發明原理的進一步說明，不以任何方式限制本發明，與本發明相同或類似技術均沒有超出本發明保護的範圍。
實施例
[0017]本例採用的本發明熱處理工藝過程為:
1、材料準備:從10個合格鑄造件批次的履帶板中分別隨即挑選I件工件，清除表面雜物。
[0018]2、熱處理:將上述合金高錳鋼材料製成的工件板按下列步驟處理，
二段固溶水韌處理，使工件從室溫升溫至(1050±5)°C條件下，保溫(40~45)min，接著繼續升溫，在(1100±5)°C條件下，保溫(40~45)min，然後快速水冷。
[0019]3、處理後進行碳化物評級。
[0020]比較例
選取與實施例1相同的材料件按傳統方法進行熱處理，具體步驟是:一段固溶水韌處理:工件到溫裝爐，1100°C保溫60min，然後快速水冷。
[0021]處理後進行碳化物評級。[0022] 比較結果如下:
碳化物評級:(見表1)
表1.兩種處理工藝的碳化物評級((參照YB3210-80 ；A代表碳化物未溶，B代表過熱；1-3級為合格，4A和5A允許返工，4B和5B直接報廢)
【權利要求】
1.一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝，其特徵在於，工藝過程為: (1)、材料準備:從10個合格鑄造批次的履帶板中分別隨即挑選I件工件，清除表面雜物； (2)、熱處理:將上述合金高錳鋼材料製成的工件按下列步驟處理， 二段固溶水韌處理，使工件從室溫升溫至1050±5°C條件下，保溫40~45min，接著繼續升溫，在1100 ±5°C條件下，保溫40~45min，然後快速水冷； (3 )、處理後進行碳化物評級。
2.根據權利要求1所述的一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝，其特徵在於，所述工件為:合金高錳鋼材料，可以為ZGMnl3A材料。
3.根據權利要求1所述的一種鑄造合金高錳鋼材料熱處理工藝，其特徵在於，採用本工藝處理後的合金高錳 鋼材料，一次熱處理合格率達95%以上。
【文檔編號】C21D6/00GK103725856SQ201310615026
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月28日 優先權日:2013年11月28日
【發明者】劉克, 余杰, 宋海峰, 李永建, 楊旭馳, 蔣秋娥, 顧興, 王倩, 朱旭 申請人:江麓機電集團有限公司