一种改善铸钢件力学性能的热处理方法与流程

本发明涉及热处理，尤其涉及一种改善铸钢件力学性能的热处理方法。

背景技术：

1、影响铸钢件力学性能的内在因素有材料本身特性，如结合键、组织、结构、原子本性影响；外在因素有试验温度、应变速率、应力状态、试样尺寸及精度、试样加工方式等的影响，现有技术中，公告号为cn107119176a的专利文件，公开了一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，对铸钢件进行热处理，所述热处理包括正火、快速冷却、回火、出炉冷却步骤，所述正火步骤为当铸钢件的温度达到920℃～950℃时保温计时，所述快速冷却步骤为采用风机对铸钢件进行吹风冷却，同时采用水雾机将冷却水的水雾喷向铸钢件，保证铸钢件的冷却达到10℃/min～20℃/min；所述回火步骤为再次将铸钢件升温至630℃～650℃，保温时间为铸钢件最大壁厚乘以(1～1.5)min；出炉冷却，本发明针对残留al含量较高的这类材质铸钢件，采用提高正火温度、延长正火保温时间、提高正火冷速、提高回火保温温度并缩短回火保温时间，降低了铸钢件中al化合物对组织性能的有害影响。

2、在铸件表面pt检测时，会在局部的一些位置含有裂纹、或杂质缺陷，必须进行挖焊，如果大量焊补，增加了铸件应力，降低了焊补区力学性能，或者导致铸件变形，增加了铸钢件缺陷焊接修补的难度，基于此，急需要发明一种比较实用的解决办法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，包括以下具体：

4、步骤1、铸钢件表面缺陷的处理，对铸钢件表面进行pt检测，在不合格区域，清理铸钢件表面的油污、脏物和铁锈，使用机械方法挖除缺陷，然后打磨成坡口；

5、步骤2、铸钢件表面的修补，首先对铸钢件进行加热处理，达到焊补温度，然后对挖除缺陷的坡口进行补焊，补焊焊疤高于铸钢件的表面；

6、步骤3、修补后的铸钢件放置到热处理炉中，以50℃/h-80℃/h的升温速度，将铸钢件加热至500℃-650℃，在500℃-650℃范围内保温1-1.5h；

7、步骤4、从热处理炉中将铸钢件取出，放置于空气中自然冷却；

8、所述铸钢件的化学成分及各成分元素所占质量百分比：c＝0.12～0.55％、si＝0.20～0.6％、mn＝0.5～1.0％、p≤0.015％、s≤0.025％、cr≤2.20％、mo≤0.9％、ni≤0.3％、v≤0.01％、cu≤0.1％，其余为fe和不可避免的杂质元素。

9、优选地，所述步骤2中，对铸钢件进行加热处理达到100℃-260℃的焊补温度，在焊补过程持续进行加热，在铸钢件的裂纹、砂眼或气泡附近位置，含有难以清理的杂质和水分，通过加热将其内部的杂质和水分排出，减少焊补过程再次形成气孔等缺陷。

10、优选地，所述步骤2中，坡口进行补焊过程，对高于铸铁件表面的焊补区域进行打磨，打磨至与铸铁件表面齐平，并检查修补后的焊缝不允许出现未熔合、夹渣、咬边、表面气孔、焊瘤未焊满、裂纹的缺陷，若出现上述缺陷，重复步骤s1，保证打磨面平整、光滑过渡。

11、优选地，所述步骤3中，铸钢件在热处理炉中，以50℃/h-80℃/h的升温速度，将铸钢件加热至450℃，再以80℃/h-120℃/h的升温速度，将铸钢件加热至500℃-650℃，前期以较慢的速度升温，细化铸钢组织，使其具有所需的力学性能，也为以后热处理做好预备处理，后期以较快的升温速度加热，分两次以不同的加热速度进行升温，提高升温速度，减少所用时间。

12、优选地，所述步骤4，铸钢件在热处理炉中，随热处理炉一起冷却至100℃-200℃，然后，取出铸钢件，采用放置在水溶液、有机油或风冷箱内的方式进行降温，以适宜的速率冷却，使铸钢件内和焊补区域的部位组件转变为稳定组织，提高铸钢的组织均匀性，避免导致铸件形变或开裂。

13、本发明具有以下有益效果：

14、本发明所提出的改善铸钢件力学性能的热处理方法，在对铸钢件表面进行挖焊过程中，焊补区域材质的力学性能与铸钢件的力学产生差异，通过在焊补前进行铸钢件的升温处理，以及焊后在热处理炉内进行升温、保温处理，可使铸钢件的内部应力得以消除，还使其不稳定的淬火马氏体转变成回火马氏体、托氏体或索氏体，使铸钢件的焊接区域强度和硬度降低，即恢复铸钢件原始状态的力学性能。

技术特征：

1.一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于，包括以下具体：

2.根据权利要求1所述的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于：所述步骤2中，对铸钢件进行加热处理达到100℃-260℃的焊补温度，在焊补过程持续进行加热。

3.根据权利要求2所述的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于：所述步骤2中，坡口进行补焊过程，对高于铸铁件表面的焊补区域进行打磨，打磨至与铸铁件表面齐平，并检查修补后的焊缝不允许出现未熔合、夹渣、咬边、表面气孔、焊瘤未焊满、裂纹的缺陷，若出现上述缺陷，重复步骤s1。

4.根据权利要求3所述的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于：所述步骤3中，铸钢件在热处理炉中，以50℃/h-80℃/h的升温速度，将铸钢件加热至450℃，再以80℃/h-120℃/h的升温速度，将铸钢件加热至500℃-650℃。

5.根据权利要求4所述的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于：所述步骤4，铸钢件在热处理炉中，随热处理炉一起冷却至100℃-200℃，然后，取出铸钢件，采用放置在水溶液、有机油或风冷箱内的方式进行降温。

6.根据权利要求5所述的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于：所述铸钢件的化学成分及各成分元素所占质量百分比：c＝0.12％、si＝0.20％、mn＝0.5％、p≤0.015％、s≤0.025％、cr≤2.20％、mo≤0.9％、ni≤0.3％、v≤0.01％、cu≤0.1％，其余为fe和不可避免的杂质元素，所述铸钢件力学性能为拉强度rm＝600～660mpa、屈服强度rp0.2＝420～450mpa，延伸率a＝20％～24％、断面收缩率z＝43％～50％。

7.根据权利要求5所述的一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，其特征在于：所述铸钢件的化学成分及各成分元素所占质量百分比：c＝0.55％、si＝0.6％、mn＝1.0％、p≤0.015％、s≤0.025％、cr≤2.20％、mo≤0.9％、ni≤0.3％、v≤0.01％、cu≤0.1％，其余为fe和不可避免的杂质元素，所述铸钢件力学性能为拉强度rm＝620～680mpa、屈服强度rp0.2＝422～470mpa，延伸率a＝25％～28％、断面收缩率z＝50％～65％。

技术总结
本发明公开了一种改善铸钢件力学性能的热处理方法，包括以下具体：步骤1、铸钢件表面缺陷的处理；步骤2、铸钢件表面的修补；步骤3、修补后的铸钢件放置到热处理炉中，以50℃/h‑80℃/h的升温速度，将铸钢件加热至500℃‑650℃，在500℃‑650℃范围内保温1‑1.5h；步骤4、从热处理炉中将铸钢件取出，放置于空气中自然冷却；在对铸钢件表面进行挖焊过程中，焊补区域材质的力学性能与铸钢件的力学产生差异，通过在焊补前进行铸钢件的升温处理，以及焊后在热处理炉内进行升温、保温处理，可使铸钢件的内部应力得以消除，还使其不稳定的淬火马氏体转变成回火马氏体、托氏体或索氏体，使铸钢件的焊接区域强度和硬度降低，即恢复铸钢件原始状态的力学性能。

技术研发人员：费彦民
受保护的技术使用者：安徽省安工机械制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5