提高一種低碳多元素合金鋼曲軸疲勞強度的可控熱處理的製作方法

2023-06-12 03:06:01 2

專利名稱:提高一種低碳多元素合金鋼曲軸疲勞強度的可控熱處理的製作方法
提高一種低碳多元素合金鋼特別是18Cr2Ni4WA鋼曲軸疲勞強度的可控熱處理工藝，本發明是屬於鋼鐵熱處理技術領域：
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自五十年代以來，應用低碳合金結構鋼18Cr2Ni4WA鋼製造的柴油機曲軸，熱處理工藝是加熱至880℃±10→保溫5小時15分→出爐空冷15分→熱校直30分→空冷至室溫。所得組織粗大粒狀貝氏體+少量低碳馬氏體+低碳貝氏體，該工藝雖能達到機械性能要求、但疲勞強度低，σ-1達不到技術要求的50kg/mm2，同時由於鋼的化學成份是在一個圍圍內因此不同冶煉爐號的鋼製做的曲軸的機械性能相差較大、只能達到標準的下限，因此曲軸在使用中經常出裂紋、嚴重磨損、甚至斷裂。
本發明經專利、非專利文獻檢索，國內外均無此種方法，蘇聯在「МЕТАМОВЕДЕНИЕ И ТЕРМИНИСКАЯ ОБРАБОТКА」雜誌，自六十年代末至八十年代初報導過從冶金方面如淨化鋼等和提高回火溫度方面提高曲軸鋼的疲勞強度，美國工程索引八O年報導波蘭採取降低淬火溫度等手段提高曲軸鋼的疲勞強度，國內大學研究機構從淬火溫度和「C曲線」方面進行了大量實驗，但疲勞強度均達不到50kg/mm2本發明是採用改變熱處理工藝的方法來提高18Cr2Ni4WA鋼曲的疲勞強度。根據材料的含碳量及合金元素量使工件在空氣冷卻停留的時間控制在25～70分鐘之間(相當溫度390℃～260℃)然後入油冷卻，使其內部組織發生變化。熱處理新工藝升溫至890→保溫5小時15分→出爐空冷10分→熱校直15分→空冷→入油冷卻至室溫。從出爐至入油之間的時間是可控的。根據「18Cr2Ni4WA鋼元素含量與控溫時間的關係表」可查出控制空冷的時間。
18Cr2Ni4WA鋼元素含量與控溫時間的關係表
所得組織低碳馬氏體+下貝氏體+少量細小粒狀貝氏體本發明所達到的疲勞強度值(Φ102mm曲軸解剖值)為σ-1≥52～60kg/mm2疲勞強度可控制在兩個範圍內1.根據「18Cr2Ni4WA鋼元素含量與控溫時間的關係表」查出的空冷時間，所達到的疲勞強度可控在σ-1≥52～56kg/mm2。
2.根據工作狀態和機械性能需要，縮短在空冷時間，疲勞強度可控制在σ-1≥56～60kg/mm2。
本發明的機械性能較已有技術的機械性有明顯提高。
已有技術與本發明機械性能的比較
本發明優點1.細化組織，細化晶粒，提高疲勞強度和綜合機械性能，延長工件的使用壽命1～3倍。
2.變形量小，斷裂靱性和裂紋擴張速率均有改善。
3.本發明可採用普通合金鋼和特殊工藝冶煉的鋼。
4.本發明適用範圍廣(1)適用於低碳多元素結構鋼材料。
(2)適用於各種另件，特別是形狀複雜的，大型另件。
(3)適用於化學處理、滾壓處理的予先熱處理和最後熱處理。
本發明可用計算機控制，計算機編程後，將金屬材料的元素含量輸入計算機，計算機直接給出空冷時間。
權利要求
1.一種提高18Cr2Ni4WA鋼曲軸疲勞強度的可控熱處理新工藝，其特徵是改變已有熱處理工藝，新工藝為升溫至890℃±n，保溫5小時15分，空冷10分，熱校直15分，空冷，入油冷至室溫。空冷時間是根據材料的碳含量及合金元素量將空氣停留時間(從出爐至入油之間的時間)控制在25分鐘至70分鐘之間。
2.根據權利要求
1的可控熱處理新工藝，其特徵是所得金相組織為低碳馬氏體+下貝氏體+少量的細小粒狀貝氏體。
3.根據權利要求
1、2，所述的可控熱處理新工藝，其特徵是曲軸的疲勞強度提高到σ-1≥52kg/mm2～60kg/mm2。
4.根據權利要求
1的可控熱處理新工藝，其特徵是本發明適用範圍廣(1)可適用於低碳多元素合金結構鋼材料。(2)可適用於各種另件，特別是形狀複雜的，大型另件。(3)可適用於化學處理，滾壓處理的予先熱處理和最後熱處理。
專利摘要
一種使18Cr18Cr本發明是根據元素的含量，控制曲軸熱處理在空氣停留的時間而後入油冷卻，而改變內部組織結構的一種熱處理新工藝。其優點是細化組織晶粒；提高疲勞強度；提高綜合機械性能；延長工件的使用壽命；適用範圍廣。本發明還可用於計算機控制。
文檔編號C21D9/30GK86103917SQ86103917
公開日1987年12月30日 申請日期1986年6月12日
發明者韓仁恭 申請人:國營吉林柴油機廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan