一种提高1.4313.09轴组织和性能综合指标的热处理方法

摘要

本发明公开了一种提高1.4313.09轴组织和性能综合指标的热处理方法，涉及热处理工艺技术领域。本发明包括轴，轴的材料是代号为1.4313.09的马氏体不锈钢，轴采用了分段回火的热处理方法，具体包括以下几个步骤：步骤一、对轴进行淬火处理，将轴固定在淬火机床上加热至1000℃±10℃的淬火温度，并保温3小时，再取出轴进行空冷至室温；步骤二、对轴进行第一次回火，将轴置于回火炉中加热至620℃±10℃的回火温度，并保温6小时，再取出轴进行空冷至室温；步骤三、对轴进行第二次回火，将轴置于回火炉中加热至600℃±10℃的回火温度，并保温6小时，再取出轴进行空冷至室温。本发明提高了1.4313.09轴的强度、塑性、韧性以及屈服强度比指标，使轴获得了优良的综合性能。

说明书

技术领域

本发明属于热处理工艺技术领域，特别是涉及一种提高1.4313.09轴组织和性能综合指标的热处理方法。

背景技术

金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其他加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。

代号为1.4313.09的不锈钢属进口德标材料，是属于马氏体不锈钢，有一定的耐腐蚀性能，作为高转速泵轴时，需具备良好的强度、塑性和韧性，

还要有合理的屈强比以及晶粒度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高1.4313.09轴组织和性能综合指标的热处理方法，通过对不同热处理方式的研究对比，从而获得最优的热处理工艺，提高了1.4313.09轴的强度、塑性、韧性以及屈服强度比指标，使轴获得了优良的综合性能。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种提高1.4313.09轴组织和性能综合指标的热处理方法，

包括轴，所述轴的材料是代号为1.4313.09的马氏体不锈钢，所述轴采用了分段回火的热处理方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、对轴进行淬火处理，将轴固定在淬火机床上加热至1000℃±10℃的淬火温度，并保温3小时，再取出轴进行空冷至室温；

步骤二、对轴进行第一次回火，将轴置于回火炉中加热至620℃±10℃的回火温度，并保温6小时，再取出轴进行空冷至室温；

步骤三、对轴进行第二次回火，将轴置于回火炉中加热至600℃±10℃的回火温度，并保温6小时，再取出轴进行空冷至室温。

进一步地，所述步骤一中淬火机床主要由床身、滑台、夹紧旋转机构、冷却系统、淬火液循环系统、电气控制系统组成，其输出功率为20～2000kW，其淬火变压器输出功率为20～750kW，输出频率为2.5～500kHz，最高使用温度为1250℃，输出电压为20～1000V。

进一步地，所述步骤二和步骤三中回火炉采用全纤维井式回火电阻炉，具有热风循环系统和控温系统，井式回火电阻炉该设备为周期式热处理设备，带有热风循环系统，最高使用温度为650℃，主要用于各种金属材料进行高温回火、退火，是处理轴类零件的最理想的设备，与控制系统配合使用，可以自动控制设备的加热温度。

进一步地，所述步骤一中轴的两端固定于淬火机床的夹具旋转机构上。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过对不同热处理方式的研究对比，从而获得最优的热处理工艺，提高了1.4313.09轴的强度、塑性、韧性以及屈服强度比指标，使轴获得了优良的综合性能。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明1.4313.09钢在1000℃淬火和600℃一次回火后金相组织的400倍放大图；

图2为1.4313.09钢在1000℃淬火和620℃一次回火后金相组织的400倍放大图；

图3为1.4313.09钢在1000℃淬火和640℃一次回火后金相组织的400倍放大图；

图4为1.4313.09钢在不同回火温度下综合性能变化曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种提高1.4313.09轴组织和性能综合指标的热处理方法，包括轴，轴的材料是代号为1.4313.09的马氏体不锈钢，轴采用了分段回火的热处理方法，具体包括以下几个步骤：

步骤一、对轴进行淬火处理，将轴的两端固定于淬火机床的夹具旋转机构上加热至1000℃±10℃的淬火温度，并保温3小时，再取出轴进行空冷至室温；

步骤二、对轴进行第一次回火，将轴置于回火炉中加热至620℃±10℃的回火温度，并保温6小时，再取出轴进行空冷至室温；

步骤三、对轴进行第二次回火，将轴置于回火炉中加热至600℃±10℃的回火温度，并保温6小时，再取出轴进行空冷至室温。

其中，步骤一中淬火机床主要由床身、滑台、夹紧旋转机构、冷却系统、淬火液循环系统、电气控制系统组成，其输出功率为20～2000kW，其淬火变压器输出功率为20～750kW，输出频率为2.5～500kHz，最高使用温度为1250℃，输出电压为20～1000V。

其中，步骤二和步骤三中回火炉采用全纤维井式回火电阻炉，具有热风循环系统和控温系统，井式回火电阻炉该设备为周期式热处理设备，带有热风循环系统，最高使用温度为650℃，主要用于各种金属材料进行高温回火、退火，是处理轴类零件的最理想的设备，与控制系统配合使用，可以自动控制设备的加热温度。

下面通过实验进行不同热处理方式的研究对比，不同淬火温度和保温时间对晶粒度的影响如下表所示：

淬火温度℃9209701000102010701120保温3小时76655、46、5、4保温4小时7、87、66、55、45、46、5、4

钢的晶粒度对性能有显著的影响，因此，通过用了6种不同温度，分别保温3小时和4小时，可以得出结论：随着温度的升高，钢的晶粒增大，保温时间对晶粒度基本无影响。

如图1-3所示，在1000℃淬火后，进行不同温度回火，可以看出在不同回火温度下，回火后的组织均为板条状马氏体，只是板条马氏体有细化特征，随着温度升高，会形成较细小的板条状马氏体。

如图4所示，可以看出在500-630℃下回火，拉伸和屈服逐渐下降，630℃时最低，630-700℃又恢复上升，在530-620℃范围内屈服强度比＞0.9，偏高，但强度符合技术指标，在550-570℃下回火，抗冲击性随温度升高而上升，硬度在500-550℃下回火时下降明显，550-700℃时，变化不大。

根据以上试验结果，发现只做一次回火还达不到理想的要求，屈服强度比偏高，因此，需进行第二次回火。

二次回火温度选用570、590、600℃，保温6小时空冷，试验表明在600℃时抗拉强度和塑性无明显变化，但是屈服强度比得到明显改善。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。