專利名稱：一種中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料分析與試驗(yàn)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及改善金屬材料組織和性能的熱處理技術(shù)，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的球化珠光體工藝?yán)脭U(kuò)散球化的機(jī)制來(lái)改變珠光體形態(tài)，耗時(shí)長(zhǎng)，試驗(yàn)周期大。近年來(lái)新型的利用“離異共析”機(jī)理進(jìn)行的球化工藝是未來(lái)球化熱處理工藝發(fā)展的重要方向，相比于傳統(tǒng)的球化工藝具有周期短，能耗小的特點(diǎn)。利用“離異共析”機(jī)理進(jìn)行的球化工藝需要對(duì)加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度等工藝參數(shù)分別有精確的控制，以便于工藝參數(shù)結(jié)合起來(lái)得到較好的球化效果。這樣就需要有針對(duì)于三個(gè)工藝參數(shù)而進(jìn)行大量的交叉實(shí)驗(yàn)，最終得到一個(gè)比較合適的工藝方案。這樣一來(lái)，確定某一鋼種的工藝方案需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和浪費(fèi)大量的物資。隨著理論知識(shí)的提高和實(shí)驗(yàn)水平的發(fā)展，會(huì)有越來(lái)越多的方法可以比較簡(jiǎn)便的確定這種球化工藝的最佳參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其目的是改善其組織及力學(xué)性能，并減少試驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為本發(fā)明所提供的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝包括加熱階段、保溫階段、冷卻階段，其工藝內(nèi)容為加熱階段將中低碳鋼的試樣加熱到完全奧氏體溫度Ac3和珠光體轉(zhuǎn)變溫度間的一個(gè)試驗(yàn)溫度，這時(shí)組織中的片層狀珠光體發(fā)生了溶解、斷裂；保溫階段通過(guò)在所述的試驗(yàn)溫度持續(xù)一定的保溫時(shí)間，使得剛?cè)芙?、斷裂而形成不均勻且不?guī)則的顆粒狀的珠光體進(jìn)一步的溶解，形成細(xì)小的碳化物的核心；冷卻階段通過(guò)適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，使得碳化物析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上，最終形成類似于球狀的碳化物顆粒，達(dá)到球化珠光體的效果。另外，當(dāng)在冷卻階段利用連續(xù)冷卻的方式無(wú)法達(dá)到所要求的球化碳化物效果時(shí)， 則在冷卻到此種鋼種的Ar1溫度時(shí)加入等溫階段，進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，使得碳化物充分析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上。更具體地1、所述的加熱溫度的確定當(dāng)所述的試樣加熱到所述的試驗(yàn)溫度時(shí)，將試樣立即取出淬火，之后金相制備并進(jìn)行組織觀察，主要觀察在馬氏體基體上碳化物顆粒的斷裂分布情況；經(jīng)過(guò)多次上述過(guò)程， 根據(jù)所得到的相對(duì)最佳的組織來(lái)確定最合適的加熱溫度T。
2、所述的保溫時(shí)間的確定在確定了最佳的加熱溫度T后，制定在這一溫度下的幾種不同的保溫時(shí)間，當(dāng)溫度加熱到T時(shí)候，分別保溫這幾種時(shí)間，取出試樣淬火后金相制備，進(jìn)行組織觀察，主要觀察碳化物顆粒的大小和分布情況；碳化物大小為細(xì)小的碳化物核心，分布彌散為較好的組織；在上述幾種不同的保溫時(shí)間中，根據(jù)所得到最佳的組織來(lái)確定最合適的保溫時(shí)間為H。3、所述的冷卻速度的確定根據(jù)所確定最佳的加熱溫度T和最合適的保溫時(shí)間H，制定不同的冷卻速度進(jìn)行冷卻，最終的組織為分布彌散均勻，大小合適的碳化物顆粒為最佳組織；在上述不同的冷卻速度中，根據(jù)所得到最佳的組織來(lái)確定最合適的冷卻速度C。4、等溫時(shí)間的確定當(dāng)上述試驗(yàn)的冷卻速度達(dá)不到所述的要求時(shí)，則采用在冷卻過(guò)程中加入等溫階段的方法，使得碳化物充分析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上；分別采用幾種不同的等溫時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)；在上述幾種不同的等溫時(shí)間中，根據(jù)所得到的最佳的組織來(lái)確定最合適的等溫時(shí)間HI。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，利用淬火實(shí)驗(yàn)分別確定最佳的工藝參數(shù)，包括加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度及等溫時(shí)間，避免為確定工藝參而需要進(jìn)行大量的交叉試驗(yàn)，減少了試驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間；對(duì)中低碳鋼通過(guò)使用中間相退火球化珠光體的工藝，改善其組織以及力學(xué)性能，采用“離異共析”的方式減少球化過(guò)程的時(shí)間；同時(shí)可以提高生產(chǎn)效率，減少能源的消耗，在實(shí)際生產(chǎn)中具有凈高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。本發(fā)明提供的是一種中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝。為了解決在本說(shuō)明書(shū)背景技術(shù)部分所述的目前公知技術(shù)存在的問(wèn)題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)改善材料的組織及力學(xué)性能、減少試驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間的發(fā)明目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為以上所述的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝包括加熱階段、保溫階段、冷卻階段，其工藝內(nèi)容為加熱階段將中低碳鋼的試樣加熱到完全奧氏體溫度Ac3和珠光體轉(zhuǎn)變溫度間的一個(gè)試驗(yàn)溫度，這時(shí)組織中的片層狀珠光體發(fā)生了溶解、斷裂；保溫階段通過(guò)在所述的試驗(yàn)溫度持續(xù)一定的保溫時(shí)間，使得剛?cè)芙?、斷裂而形成不均勻且不?guī)則的顆粒狀的珠光體進(jìn)一步的溶解，形成細(xì)小的碳化物的核心；冷卻階段通過(guò)適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，使得碳化物析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上，最終形成類似于球狀的碳化物顆粒，達(dá)到球化珠光體的效果。另外，當(dāng)在冷卻階段利用連續(xù)冷卻的方式無(wú)法達(dá)到所要求的球化碳化物效果時(shí)， 則在冷卻到此種鋼種的Ar1溫度時(shí)加入等溫階段，進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，使得碳化物充分析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上。本發(fā)明的效果是針對(duì)于中低碳鋼有效達(dá)到球化珠光體組織的作用，改善傳統(tǒng)的球化，本工藝采用“離異共析”的方式減少球化過(guò)程的時(shí)間，減少能源的消耗，從而有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。利用淬火實(shí)驗(yàn)分別確定加熱溫度、保溫時(shí)間工藝參數(shù)，避免為確定工藝參而需要進(jìn)行大量的交叉試驗(yàn)，減少了試驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間。具體的實(shí)施方式是以上所述的加熱階段、保溫階段、冷卻階段，這三個(gè)階段分別需要特定的試驗(yàn)來(lái)確定加熱溫度、保溫時(shí)間、冷卻速度這三個(gè)工藝參數(shù)。加熱溫度的確定可以預(yù)先確定將組織加熱到完全奧氏體溫度(Ac3)和珠光體轉(zhuǎn)變溫度(Ac1)之間的某一溫度；當(dāng)試樣加熱到這一溫度時(shí)，將試樣立即取出淬火，之后金相制備進(jìn)行組織觀察，主要觀察在馬氏體基體上碳化物顆粒的斷裂分布情況，根據(jù)相對(duì)較好的組織來(lái)確定最佳的加熱溫度T。保溫時(shí)間的確定根據(jù)上一試驗(yàn)確定了最佳的加熱溫度T，制定在這一溫度下的幾種不同的保溫時(shí)間，當(dāng)溫度加熱到T時(shí)候，分別保溫這幾種時(shí)間，取出淬火后金相制備，進(jìn)行組織觀察，主要觀察碳化物顆粒的大小和分布情況，碳化物大小為細(xì)小的碳化物核心，分布彌散為較好的組織，根據(jù)最佳的組織確定最合適的保溫時(shí)間為H。冷卻速度的確定根據(jù)前兩個(gè)階段確定最佳的加熱溫度T和最合適的保溫時(shí)間H，制定不同的冷卻速度進(jìn)行冷卻，最終的組織為分布彌散均勻，大小合適的碳化物顆粒為最佳組織，根據(jù)最佳組織確定最合適的冷卻速度C。等溫時(shí)間的確定當(dāng)試驗(yàn)的冷卻速度達(dá)不到一定的要求時(shí)，可以采用在冷卻過(guò)程中加入等溫階段的方法，使得碳化物充分析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上。同樣可以分別采用幾種不同的等溫時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)最終的組織情況來(lái)確定最佳的等溫時(shí)間HI。上面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制， 只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其特征在于所述的試驗(yàn)工藝包括加熱階段、保溫階段、冷卻階段，其工藝內(nèi)容為加熱階段將中低碳鋼的試樣加熱到完全奧氏體溫度Ac3和珠光體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的一個(gè)試驗(yàn)溫度，這時(shí)組織中的片層狀珠光體發(fā)生了溶解、斷裂；保溫階段通過(guò)在所述的試驗(yàn)溫度持續(xù)一定的保溫時(shí)間，使得剛?cè)芙?、斷裂而形成不均勻且不?guī)則的顆粒狀的珠光體進(jìn)一步的溶解，形成細(xì)小的碳化物的核心；冷卻階段通過(guò)適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，使得碳化物析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上，最終形成類似于球狀的碳化物顆粒，達(dá)到球化珠光體的效果。
2.按照權(quán)利要求1所述的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其特征在于當(dāng)在冷卻階段利用連續(xù)冷卻的方式無(wú)法達(dá)到所要求的球化碳化物效果時(shí)，則在冷卻到此種鋼種的Ar1溫度時(shí)加入等溫階段，進(jìn)行一定時(shí)間的保溫，使得碳化物充分析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上。
3.按照權(quán)利要求1所述的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其特征在于所述的加熱溫度的確定當(dāng)所述的試樣加熱到所述的試驗(yàn)溫度時(shí)，將試樣立即取出淬火，之后金相制備并進(jìn)行組織觀察，主要觀察在馬氏體基體上碳化物顆粒的斷裂分布情況；經(jīng)過(guò)多次上述過(guò)程，根據(jù)所得到的相對(duì)最佳的組織來(lái)確定最合適的加熱溫度T。
4.按照權(quán)利要求3所述的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其特征在于所述的保溫時(shí)間的確定在確定了最佳的加熱溫度T后，制定在這一溫度下的幾種不同的保溫時(shí)間，當(dāng)溫度加熱到T時(shí)候，分別保溫這幾種時(shí)間，取出試樣淬火后金相制備，進(jìn)行組織觀察，主要觀察碳化物顆粒的大小和分布情況；碳化物大小為細(xì)小的碳化物核心，分布彌散為較好的組織； 在上述幾種不同的保溫時(shí)間中，根據(jù)所得到最佳的組織來(lái)確定最合適的保溫時(shí)間為H。
5.按照權(quán)利要求4所述的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其特征在于所述的冷卻速度的確定根據(jù)所確定最佳的加熱溫度T和最合適的保溫時(shí)間H，制定不同的冷卻速度進(jìn)行冷卻， 最終的組織為分布彌散均勻，大小合適的碳化物顆粒為最佳組織；在上述不同的冷卻速度中，根據(jù)所得到最佳的組織來(lái)確定最合適的冷卻速度C。
6.按照權(quán)利要求5所述的中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其特征在于等溫時(shí)間的確定當(dāng)上述試驗(yàn)的冷卻速度達(dá)不到所述的要求時(shí)，則采用在冷卻過(guò)程中加入等溫階段的方法，使得碳化物充分析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上；分別采用幾種不同的等溫時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)；在上述幾種不同的等溫時(shí)間中，根據(jù)所得到的最佳的組織來(lái)確定最合適的等溫時(shí)間 HI。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中間相退火球化中低碳鋼組織中珠光體的試驗(yàn)工藝，其中，加熱階段將中低碳鋼的試樣加熱到完全奧氏體溫度Ac3和珠光體轉(zhuǎn)變溫度Ac1之間的一個(gè)試驗(yàn)溫度；保溫階段通過(guò)在所述的試驗(yàn)溫度持續(xù)一定的保溫時(shí)間；冷卻階段通過(guò)適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，使得碳化物析出沉積在細(xì)小的碳化物核心上，最終形成類似于球狀的碳化物顆粒，達(dá)到球化珠光體的效果。采用上述技術(shù)方案，避免為確定工藝參而需要進(jìn)行大量的交叉試驗(yàn)，減少了試驗(yàn)的次數(shù)和時(shí)間；改善其組織以及力學(xué)性能，提高生產(chǎn)效率，減少能源的消耗，在實(shí)際生產(chǎn)中具有凈高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C21D1/32GK102226228SQ20111015153
公開(kāi)日2011年10月26日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者金寶安 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司