一種40Cr鋼的球化退火方法
【專利摘要】一種40Cr鋼的球化退火方法，屬于冶金【技術領域】，按以下步驟進行：（1）選用的40Cr鋼為熱軋線材，其成分按重量百分比含C0.37~0.44%、Si0.17~0.37%、Mn0.50~0.80%、Cr0.80~1.10%、Ni≤0.030%、P≤0.035%、S≤0.035%、Cu≤0.030%，余量為Fe；（2）升溫至760~780℃，然后保溫10~20min；（3）以20±2℃/h的速度降溫至680±5℃，然后再次保溫3~5h；（4）隨爐冷卻至450±5℃，再空冷至室溫。；本發明球化退火后的40Cr鋼的顯微硬度明顯減小，組織及力學性能均能滿足后續的塑性加工成形要求，能夠為最終的淬火和回火做好組織準備。
【專利說明】—種40Cr鋼的球化退火方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于冶金【技術領域】，特別涉及一種40Cr鋼的球化退火方法。
【背景技術】
[0002]冷鐓鋼球化退火的主要目的是使鋼鐵材料的微觀組織中的碳化物球化，降低材料的硬度，提高材料的塑性，降低材料的變形抗力，使材料易于塑性加工成形。
[0003]40Cr鋼是主要用于制造各種齒輪，曲軸，蝸桿，套環的中碳調質鋼。球化退火工藝的作用，就是獲得鐵素體基體上分布著細小，均勻，圓形的碳化物組織，這將使得耐磨性，接觸疲勞強度，斷裂韌性得到改善和提高。40Cr鋼熱軋盤條在熱軋后，后續的塑性加工，淬火等都需要經過球化退火處理，以軟化材料，降低變形抗力，同時防止淬火時的開裂和變形。 為了提高球化退火效率，縮短球化時間，近年來發展了多種旨在提高球化退火效率的的球化新工藝；現有的40Cr球化退火工藝中，連續球化退火工藝和等溫球化退火工藝都需要較長的退火時間，奧氏體化后退火工藝需要l(Tl6h，國內40Cr鋼傳統球化退火工藝一般需要 14h，而且球化質量不穩定。

【發明內容】

[0004]針對現有40Cr鋼在球化退火技術上存在的上述問題，本發明提供一種40Cr鋼的球化退火方法，通過調整球化退火的保溫時間和降溫速率，提高球化退火效率，降低成本， 改善40Cr鋼的硬度和球化組織。
[0005]本發明的40Cr鋼的球化退火方法按以下步驟進行:
1、選用的40Cr鋼為熱軋線材，其成分按重量百分比含C0.37~0.44%,Si 0.17~0.37%、 Mn 0.50~0.80%、Cr 0.80~1.10%、Ni ( 0.030%、P ≤ 0.035%、S ≤ 0.035%、Cu ( 0.030%,余
量為Fe ；
2、將40Cr鋼升溫至76(T780°C，控制升溫速度在5~10°C/min，然后保溫l(T20min ；
3、將保溫后的40Cr鋼以20±2°C/h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫3~5h ；
4、將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火。
[0006]上述方法選用的熱軋線材的直徑在5~10mm。
[0007]上述方法獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為球化組織，評級為5飛級。
[0008]上述的球化退火后的40Cr鋼的顯微硬度為153.3~160.5HV。
[0009]本發明的方法通過在高溫階段(76(T780°C)縮短保溫時間，然后嚴格控制降溫速度，獲得了性能良好的球化退火40Cr鋼；本發明球化退火后的40Cr鋼的顯微硬度明顯減小，組織及力學性能均能滿足后續的塑性加工成形要求，能夠為最終的淬火和回火做好組織準備；本發明的方法具有良好的應用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】[0010]圖1為本發明實施例1中球化退火后的40Cr鋼的球化組織金相圖；
圖2為本發明實施例2中球化退火后的40Cr鋼的球化組織金相圖。
【具體實施方式】
[0011]本發明實施例中球化退火采用的設備為SX2-6-13D-箱式電阻加熱爐，。
[0012]本發明實施例中測量顯微硬度采用的國家標準為GB/T 4340.1-2009。
[0013]本發明實施例中測量球化等級采用的國家標準為JB/T5074— 2007中、低碳鋼球化體評級方法。
[0014]本發明實施例中觀測球化組織金相圖采用的設備為德國蔡司公司的AxioImager.M2m正置全自動材料顯微鏡(北京普瑞賽司儀器有限公司代理)。
[0015]本發明實施例中選用的熱軋線材的軋制工藝按以下步驟進行 :
(1)將連鑄后的鋼坯進行開坯，開坯過程中加熱溫度為110(T113(TC，加熱時間為5~7h，所述鋼坯規格為325 X 280mm ；
(2)將開還后的鋼還進行軋制，軋制過程中開軋溫度為105(Tl080°C,終軋溫度為875~895°C，吐絲溫度為 80(T815°C ；
(3)鋼坯軋制后以5~15°C/s的冷卻速率快速冷卻至55(T600°C，隨后在輥道冷卻線上一直保溫到30(T350°C集卷，得到40Cr鋼熱軋線材，其成分按重量百分比含C 0.37、.44%、Si 0.17~0.37%、Mn 0.50~0.80%、Cr 0.80~1.10%、Ni ( 0.030%、P ( 0.035%、S ( 0.035%、Cu ( 0.030%，余量為Fe，組織主要為鐵素體和珠光體，并含有部分貝氏體。
[0016]實施例1
選用的40Cr鋼為熱軋線材，直徑在10mm，其成分按重量百分比含C 0.37%、Si 0.37%、Mn 0.50%、Cr 1.10%、P 0.022%、S 0.030%、Cu 0.030%,余量為 Fe ；
將40Cr鋼置于電阻加熱爐中，升溫至760°C，控制升溫速度在5~10°C /min，然后保溫20min ；
將保溫后的40Cr鋼以20±2°C /h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫3h ；
將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火；
獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為細小均勻的球化組織，球化組織金相圖如圖1所示，評級為6級，顯微硬度為160.5HV。
[0017]實施例2
選用的40Cr鋼為熱軋線材，直徑在8mm，其成分按重量百分比含C 0.44%,Si 0.17%、Mn
0.80%、Cr 0.80%、Ni≤ 0.030%、P ≤0.031%、S ≤ 0.029%,余量為 Fe ；
將40Cr鋼置于電阻加熱爐中，升溫至770°C，控制升溫速度在5~10°C /min，然后保溫IOmin ；
將保溫后的40Cr鋼以20±2°C /h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫4h ；
將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火；
獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為細小均勻的球化組織，球化組織金相圖如圖2所示，評級為5級，顯微硬度為153.3HV。[0018]實施例3
選用的40Cr鋼為熱軋線材，直徑在6mm，其成分按重量百分比含C 0.40%,Si 0.21%、Mn
0.62%、Cr 0.94%、Ni 0.017%、P 0.026%、S 0.033%、Cu 0.022%,余量為 Fe ；
將40Cr鋼置于電阻加熱爐中，升溫至780°C，控制升溫速度在5~10°C /min，然后保溫 15min ；
將保溫后的40Cr鋼以20±2°C /h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫5h ； 將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火；
獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為細小均勻的球化組織，評級為5級，顯微硬度為158.2HV。
[0019]實施例4
選用的40Cr鋼為熱軋線材，直徑在5mm，其成分按重量百分比含C 0.41%、Si 0.30%、Mn
0.71%, Cr 1.02%, Ni 0.011%, P 0.033%、S 0.028%、Cu 0.019%，余量為 Fe ;
將40Cr鋼置于電阻加熱爐中，升溫至760°C，控制升溫速度在5~10°C /min，然后保溫 IOmin ；
將保溫后的40Cr鋼以20±2°C /h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫3h ；
將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火；
獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為細小均勻的球化組織，評級為6級，顯微硬度為159.1HV。
[0020]實施例5
選用的40Cr鋼為熱軋線材，直徑在5mm，其成分按重量百分比含C 0.39%,Si 0.19%、Mn
0.55%、Cr 0.86%、Ni 0.025%、P 0.034%、S 0.031%,余量為 Fe ；
將40Cr鋼置于電阻加熱爐中，升溫至780°C，控制升溫速度在5~10°C /min，然后保溫 20min ；
將保溫后的40Cr鋼以20±2°C /h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫5h ；
將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火；
獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為細小均勻的球化組織，評級為5級，顯微硬度為156.6HV。
【權利要求】
1.一種40Cr鋼的球化退火方法，其特征在于按以下步驟進行: (O選用的40Cr鋼為熱軋線材，其成分按重量百分比含C 0.37、.44%、Si0.17~0.37%、Mn 0.50~0.80%、Cr 0.80~1.10%、Ni ( 0.030%、P ≤ 0.035%、S ≤ 0.035%、Cu ( 0.030%,余量為 Fe ； (2)將40Cr鋼升溫至76(T780°C，控制升溫速度在5~10°C/min，然后保溫l(T20min ； (3)將保溫后的40Cr鋼以20±2°C/h的速度降溫至680±5°C，然后再次保溫3~5h ； (4)將再次保溫后的40Cr鋼隨爐冷卻至450±5°C，再空冷至室溫，完成球化退火。
2.根據權利要求1所述的一種40Cr鋼的球化退火方法，其特征在于所述的熱軋線材的直徑在5~10mm。
3.根據權利要求1所述的一種40Cr鋼的球化退火方法，其特征在于獲得的球化退火后的40Cr鋼的微觀組織為鐵素體和彌散分布的粒狀碳化物，所述的粒狀碳化物為球化組織，評級為5飛級。
4.根據權利要求1所述的一種40Cr鋼的球化退火方法，其特征在于球化退火后的40Cr鋼的顯微硬度為153.3~160.5HV。
【文檔編號】C21D1/32GK103572013SQ201310579164
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】祭程, 朱苗勇, 邱木生, 徐東 申請人:東北大學