18CrNiWA圆钢热处理工艺

摘要

本发明公开了18CrNiWA圆钢热处理工艺，包括以下步骤：（1）热锻时圆钢多留20mm余量取出后，以60-80℃/h的速度加热到900-920℃，保温2-4h，空冷；（2）第一次热处理：调质880-900℃，以-20~-40℃油淬，回火680-700℃保温时间为10-16h后炉冷；（3）再热锻一次到成型尺寸；（4）粗加工；（5）第二次热处理：气体渗碳处理940-950℃，缓慢冷却到880-890℃，取出放入熔融的硝盐中淬；（6）回火：140-160℃保温3-6小时；（7）精加工成型，本发明采用两次锻造成型，两次热处理的处理方法，使18CrNiWA圆钢硬度达到要求，不开裂，表面光洁度高；达到客户要求，用于使用性能要求很高的重载荷零件。

说明书

技术领域

    本发明属于锻钢热处理工艺，具体涉及18CrNiWA圆钢热处理工艺。

背景技术

18CrNiWA钢具有高强度、高韧性、高淬透性的低碳合金结构钢，它在许多军工产品中得到广泛运用,如船用高速柴油机、坦克发动机等的曲轴、连杆、齿轮及强力螺栓等多用该种材料制造，现有技术中18CrNiWA钢在锻造以后的热处理硬度达不到要求，开裂，表面光洁度不高，达不到要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了18CrNiWA圆钢热处理工艺，本发明热处理方法加工得到的材料中组织分布与晶粒更细，有效提高了低碳合金结构钢的强度，硬度达到要求，不开裂，表面光洁度高，达到客户要求。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

18CrNiWA圆钢热处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

（1）热锻时圆钢多留20mm余量取出后，以60-80℃/h的速度加热到900-920℃，保温2-4h，空冷； 

（2）第一次热处理：调质880-900℃，以-20_~-40℃油淬，回火680-700℃保温时间为10-16h后炉冷；

（3）再热锻一次到成型尺寸； 

（4）冷却后粗加工； 

（5）第二次热处理：气体渗碳处理940-950℃，缓慢冷却到880-890℃，取出放入熔融的硝盐中淬； 

（6）回火：140-160℃保温3-6小时；

（7）冷却后精加工成型。

材料性能：

抗拉强度 σb (MPa)：≥947

屈服强度 σs (MPa)：≥769

伸长率 δ5 (%)：≥13

断面收缩率 ψ (%)：≥46

冲击功 Akv (J)：≥47

冲击韧性值 αkv (J/cm2)：≥58。

本发明的有益效果是：

本发明所述的18CrNiWA圆钢热处理工艺，采用两次锻造成型，两次热处理的处理方法，使18CrNiWA圆钢硬度达到要求，不开裂，表面光洁度高；在第一次锻造以后正火处理，用于细化钢材的晶粒和消除碳化物网，然后再进行调质处理，其中淬火后用-20_~-40℃油淬，再高温回火用于消除冷变形加工硬化；而且10-16h长时间保温，可以消除锻造应力，改善切削加工性能，由于18CrNiWA圆钢为低碳合金结构钢，钢材硬度低，用调质处理可以提高切削表面光洁度，第二次锻造后可以提高材料硬度，可以改善渗碳层的组织和性能，使其获得细针状(或隐晶状)马氏体和均匀分布的未溶碳化物颗粒，同时保证心部和表层都获得较高性能，经二次淬火后的渗碳工件，表层组织为细针状马氏体加粒状细小弥散分布的碳化物及少量残余奥氏体，有较高的耐磨性及疲劳强度;心部则为细粒状铁素体加珠光体或低碳马氏体加少量细小铁素体颗粒，有较高的塑性及一定的强度，由于本发明为二次锻造，硬度能够达到要求，不开裂，表面光洁度高，达到客户要求，用于使用性能要求很高的重载荷零件。

具体实施方式

实施例1

18CrNiWA圆钢热处理工艺，包括以下步骤：

（1）热锻时圆钢多留20mm余量，取出后，以70℃/h的速度加热到920℃，保温4h，空冷； 

（2）第一次热处理：调质890℃，以-25℃油淬，回火690℃保温时间为15h后炉冷；

（3）再热锻一次到成型尺寸； 

（4）冷却后粗加工； 

（5）第二次热处理：气体渗碳处理940℃，缓慢冷却到880℃，取出放入熔融的硝盐中淬； 

（6）回火：160℃保温5小时；

（7）冷却后精加工成型。

材料性能：

抗拉强度 σb (MPa)：947

屈服强度 σs (MPa)：786

伸长率 δ5 (%)：14

断面收缩率 ψ (%)：47

冲击功 Akv (J)：49

冲击韧性值 αkv (J/cm2)：59。

实施例2

18CrNiWA圆钢热处理工艺，包括以下步骤：

（1）热锻时圆钢多留20mm余量取出后，以80℃/h的速度加热到920℃，保温3h，空冷； 

（2）第一次热处理：调质900℃，以-40℃油淬，回火680℃保温时间为16h后炉冷；

（3）再热锻一次到成型尺寸； 

（4）冷却后粗加工； 

（5）第二次热处理：气体渗碳处理950℃，缓慢冷却到890℃，取出放入熔融的硝盐中淬； 

（6）回火：150℃保温4小时；

（7）冷却后精加工成型。

材料性能：

抗拉强度 σb (MPa)：956

屈服强度 σs (MPa)：769

伸长率 δ5 (%)：13

断面收缩率 ψ (%)：46

冲击功 Akv (J)：47

冲击韧性值 αkv (J/cm2)：58。