專利名稱：鹽浴配方及其應(yīng)用以及高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種鹽浴配方及其應(yīng)用以及一種高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法。
背景技術(shù)：
鹽浴熱處理是一種常見(jiàn)的熱處理工藝，用于優(yōu)化材料的金相結(jié)構(gòu)以提高工件性倉(cāng)泛。高強(qiáng)鋼在工程建設(shè)和機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，由于高強(qiáng)鋼含有較多的碳和合金元 素，高強(qiáng)鋼淬硬傾向較大，焊接過(guò)程中焊接接頭中容易產(chǎn)生馬氏體淬硬組織，使冷裂紋敏感性增加，焊接頭力學(xué)性能下降。因此，考慮采用鹽浴熱處理的方法來(lái)控制高強(qiáng)鋼淬硬組織的生成，具體是進(jìn)行高強(qiáng)鋼焊接后，將高溫的焊縫迅速放入鹽浴中進(jìn)行熱處理，使得焊縫在鹽浴中迅速冷卻到某一比馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度稍高的溫度并在該溫度下進(jìn)行保溫處理，使焊縫發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變生成韌性和強(qiáng)度均較好的下貝氏體組織，而非馬氏體組織。在此過(guò)程中，為了保證焊縫最終完全轉(zhuǎn)變成下貝氏體，需要保證鹽浴對(duì)焊縫有較大的冷卻速度，即要求鹽浴有較大的冷卻能力，可以將焊縫快速冷卻至某一比馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度稍高的溫度。目前常見(jiàn)的低溫?zé)崽幚睇}浴配方主要以硝酸鹽體系為主，例如，成分和配比為50重量％的KNO3和50重量％的NaNO2的鹽浴配方，其工作溫度為150-500°C，成分和配比為55重量％的KNO3和45重量％的NaNO2的鹽浴配方，其工作溫度為230_550°C，以及成分和配比為50重量％的NaNO3和50重量％的KNO3的鹽浴配方，其工作溫度為300-550°C，但是，在工作范圍內(nèi)，這些鹽浴配方的冷卻能力均無(wú)法達(dá)到使高強(qiáng)鋼焊縫快速冷卻至某一比馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度稍高的溫度；并且這些鹽浴的流動(dòng)性較差，給鹽浴的回收再利用帶來(lái)不便。因而，現(xiàn)有的鹽浴配方并不適用對(duì)高強(qiáng)鋼焊縫進(jìn)行隨焊鹽浴熱處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鹽浴配方以及一種高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法，所述鹽浴配方具有冷卻能力較強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解并且殘?jiān)俚奶攸c(diǎn)，所述高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法使用上述鹽浴配方對(duì)焊縫進(jìn)行冷卻，能夠提高焊縫的韌性和強(qiáng)度。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鹽浴配方，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H20。優(yōu)選地，所述KOH、NaOH 和 H2O 的重量比為:3. 0-4. 0:3. 0-4. 5:1。優(yōu)選地，該鹽浴配方還含有CO32'優(yōu)選地，該鹽浴配方還含有Na2CO3和/或K2CO3。 優(yōu)選地，該鹽浴配方還含有NaNO2和/或KNO2。優(yōu)選地，以所述鹽浴配方的總量為基準(zhǔn)，該鹽浴配方含有35-40重量％的K0H、40-45 重量 ％ 的 Na0H、5-8 重量 ％ 的 Na2C03、5_10 重量 ％ 的 NaNO2 和 10-13 重量 ％ 的 H20。優(yōu)選地，該鹽浴配方適于在150-500°C的溫度下使用。
優(yōu)選地，以所述鹽浴配方的總量為基準(zhǔn)，該鹽浴配方含有40重量％的K0H、40重量％的Na0H、5重量％的Na2C03、5重量％的NaNO2和10重量％的H20。優(yōu)選地，所述鹽浴配方適于在160_350°C的溫度下使用。本發(fā)明還提供所述的鹽浴配方在高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理中的應(yīng)用。本發(fā)明還提供一種高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強(qiáng)鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進(jìn)行冷卻，冷卻至保溫溫度后進(jìn)行保溫，所述保溫溫度高于該高強(qiáng)鋼焊縫的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度20-50°C，其中，所述熱處理鹽浴采用所述的鹽浴配方。本發(fā)明的鹽浴配方由于含有水，因而該鹽浴配方的冷卻能力大大增強(qiáng)，并且，KOH和NaOH極易溶于水且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因而該鹽浴配方也具有流動(dòng)性好、易于回收使用、殘?jiān)偾议L(zhǎng)時(shí)間高溫工作不分解產(chǎn)生有毒氣體的優(yōu)點(diǎn)，另外，由于KOH和NaOH均為離子化合 物，因而，按一定比例混合后形成熔點(diǎn)較低的混合物，使得該鹽浴配方的工作溫度范圍的下 限更低。本發(fā)明的高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法采用上述鹽浴配方對(duì)高溫的焊縫進(jìn)行冷卻，能夠?qū)⒑缚p在較短時(shí)間內(nèi)冷卻至比馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度高20-50°C的溫度下并進(jìn)行保溫，從而使焊縫的金相組織完全轉(zhuǎn)化為下貝氏體組織，使焊縫具有較高的強(qiáng)度和硬度。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式以下對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。本發(fā)明的一方面提供一種鹽浴配方，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H20。本發(fā)明的鹽浴配方由于含有水，因而該鹽浴配方的冷卻能力大大增強(qiáng)；并且，選用極易溶于水且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的KOH和NaOH作為主要成分，因而該鹽浴配方也具有流動(dòng)性好、殘?jiān)偾议L(zhǎng)時(shí)間高溫工作不分解產(chǎn)生有毒氣體的優(yōu)點(diǎn)，由于該鹽浴配方流動(dòng)性好且殘?jiān)?，因而方便回收利用且無(wú)需經(jīng)常清理殘?jiān)涣硗?，由于KOH和NaOH均為離子化合物，因而，按一定比例混合后，鈉離子和鉀離子對(duì)氫氧根離子的吸引力不同，導(dǎo)致鈉離子和氫氧根離子之間的離子鍵鍵能以及鉀離子和氫氧根離子之間的離子鍵鍵能降低，從而形成熔點(diǎn)比KOH和NaOH都更低的混合物，使得該鹽浴配方的工作溫度范圍的下限更低。具體地，所述KOH、NaOH和H2O的重量比可以為3. 0-4. 0:3. 0-4. 5:10 H2O的含量過(guò)低會(huì)導(dǎo)致鹽浴配方的冷卻能力不足，而H2O的含量過(guò)高則會(huì)造成鹽浴在使用過(guò)程中容易飛濺從而使鹽浴配方的高溫穩(wěn)定性降低，而KOH和NaOH之間的配比會(huì)影響鹽浴配方的熔點(diǎn)，因此，通過(guò)調(diào)節(jié)鹽浴配方中K0H、Na0H和H2O之間的配比，使得該鹽浴配方在具有較大冷卻能力的同時(shí)具有較低的熔點(diǎn)，從而具有適合的工作溫度范圍。優(yōu)選地，該鹽浴配方還含有CO廣。加入C032_可以抑制堿性的鹽浴配方與CO2反應(yīng)，保證鹽浴配方成分的穩(wěn)定?？梢赃x用任意合適的物質(zhì)作為⑶廣的來(lái)源，例如，該鹽浴配方可以含有Na2CO3和/或K2C03。Na2CO3和K2CO3為離子化合物，易溶于水，在溶于水或熔融狀態(tài)下產(chǎn)生CO廣，并且Na2C03和K2C03中的鈉離子和鉀離子對(duì)鹽浴配方中其它成分無(wú)影響。另外，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，優(yōu)選選用Na2CO3U作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，該鹽浴配方還含有NaNO2和/或KN02。由于N022_與鉀離子和鈉離子之間的結(jié)合力較弱，NaNO2和/或KNO2中陽(yáng)離子和陰離子的結(jié)合力要比NaOH或KOH中陽(yáng)離子和陰離子的結(jié)合力弱，從而鹽浴配方的流動(dòng)性增強(qiáng)，并且鹽浴配方的熔點(diǎn)進(jìn)一步下降，鹽浴配方的流動(dòng)性與NaNO2和/或KNO2的含量呈正比，添加適量的NaNO2和/或KNO2能夠在鹽浴配方的冷卻能力無(wú)明顯影響的情況下使鹽浴配方的流動(dòng)性更好，從而利于對(duì)鹽浴配方的回收再利用，而可回收再利用性較好的特點(diǎn)使得該鹽浴配方更適合在隨焊熱處理中使用。另外,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,優(yōu)選選用NaNO2。作為一種實(shí)施方式，以鹽浴配方的總量為基準(zhǔn)，該鹽浴配方含有35-40重量％的K0H, 40-45 重量 ％ 的 Na0H、5-8 重量 ％ 的 Na2C03、5_10 重量 ％ 的 NaNO2 和 10-13 重量 ％ 的 H20。上述鹽浴配方的適于在150-500°C的溫度下使用。優(yōu)選地，以鹽浴配方的總量為基準(zhǔn)，該鹽浴配方含有40重量％的K0H、40重量％的NaOH,5重量％的Na2C03、5重量％的NaNO2和10重量％的H20。在這種情況下，上述鹽浴配方適于在160-350°C的溫度下工作，在160-350°C的溫度范圍內(nèi)，該鹽浴配方的冷卻能力、流動(dòng)性以及穩(wěn)定性等的綜合效果最好。本發(fā)明還提供上述的浴鹽配方在高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理中的應(yīng)用。另一方面，本發(fā)明還提供一種高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強(qiáng)鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進(jìn)行冷卻，冷卻至保溫溫度后進(jìn)行保溫，所述保溫溫度略高于該高強(qiáng)鋼焊縫的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度，其中，熱處理鹽浴采用根據(jù)本發(fā)明的鹽浴配方。并且，優(yōu)選地，為了保證貝氏體轉(zhuǎn)變充分，所述保溫溫度高于該高強(qiáng)鋼焊縫的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度20-50°C。 由于高強(qiáng)鋼焊縫的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度在本發(fā)明的鹽浴配方在工作溫度范圍內(nèi)，并且本發(fā)明的鹽浴配方具有冷卻能力較強(qiáng)，能夠迅速將高強(qiáng)鋼焊縫冷卻到所述保溫溫度，然后在該保溫溫度下對(duì)高強(qiáng)鋼焊縫進(jìn)行保溫，從而使高強(qiáng)鋼焊縫在該溫度下發(fā)生等溫轉(zhuǎn)變生成韌性和強(qiáng)度均較好的下貝氏體組織，而非馬氏體組織，因此，可以推測(cè)使用該熱處理方法處理后的高強(qiáng)鋼焊縫的強(qiáng)度和韌性均較好。下面將結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)一步詳細(xì)闡述本發(fā)明。實(shí)施例與對(duì)比例將9個(gè)材質(zhì)均為HG785、尺寸均為040X IOOmm的圓柱形鋼棒加熱至500°C，并分別浸入盛放于編號(hào)為1-9的鹽浴熱處理試驗(yàn)池(尺寸250mmX 250mmX 200mm)中的熱處理鹽浴中90mm，留IOmm在裝置外部并與測(cè)溫裝置連通以用于測(cè)量鋼棒的溫度，編號(hào)為1_9的鹽浴熱處理試驗(yàn)池中盛放的熱處理鹽浴的高度相等并且其鹽浴配方如表I所示，分別測(cè)量并記錄編號(hào)為1-9的鹽浴熱處理裝置中放置的鋼棒的溫度從500°C降低至250°C所經(jīng)歷的時(shí)間，并且，在鋼棒降低至250°C后停止加熱并將鋼棒取出，然后將鹽浴熱處理試驗(yàn)池中的熱處理鹽浴倒出并分別收集殘?jiān)Q量殘?jiān)闹亓?，結(jié)果如表2所示。表I
權(quán)利要求
1.一種鹽浴配方，其特征在于，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H20。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽浴配方，其中，所述KOH、NaOH和H2O的重量比為3.0_4· 0:3. 0_4· 5:1ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方還含有CO廣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方還含有Na2CO3和/或K2C03。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方還含有NaNO2和/或ΚΝ02。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鹽浴配方，其中，以所述鹽浴配方的總量為基準(zhǔn)，該鹽浴配方含有35-40重量％的Κ0Η、40-45重量％的Na0H、5_8重量％的Na2C03、5_10重量％的NaNO2 和10-13重量％的H20。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方適于在150-500°C的溫度下使用。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鹽浴配方，其中，以所述鹽浴配方的總量為基準(zhǔn)，該鹽浴配方含有40重量％的K0H、40重量％的Na0H、5重量％的Na2C03、5重量％的NaNO2和10重量％ 的 H2O。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鹽浴配方，其中，所述鹽浴配方適于在160-350°C的溫度下使用。
10.權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的鹽浴配方在高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理中的應(yīng)用。
11.一種高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強(qiáng)鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進(jìn)行冷卻，冷卻至保溫溫度后進(jìn)行保溫，所述保溫溫度高于高強(qiáng)鋼焊縫的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度20-50°C，其特征在于，所述熱處理鹽浴采用權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的鹽浴配方。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鹽浴配方，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H2O。本發(fā)明公開(kāi)了所述鹽浴配方在高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理中的應(yīng)用。并且，本發(fā)明還公開(kāi)了一種高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強(qiáng)鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進(jìn)行冷卻，冷卻至保溫溫度后進(jìn)行保溫，所述保溫溫度高于該高強(qiáng)鋼焊縫的馬氏體轉(zhuǎn)變開(kāi)始溫度20-50℃，其中，所述熱處理鹽浴采用所述的鹽浴配方。本發(fā)明的鹽浴配方具有冷卻能力較強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易分解并且殘?jiān)俚奶攸c(diǎn)；本發(fā)明的高強(qiáng)鋼焊縫的熱處理方法使用上述鹽浴配方對(duì)焊縫進(jìn)行冷卻，能夠提高焊縫的韌性和強(qiáng)度。
文檔編號(hào)C21D1/607GK102978358SQ201210498780
公開(kāi)日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王霄騰, 袁曉東, 任會(huì)禮, 付玲 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司