專利名稱：合金鋼鋼錠去應力退火新工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于材料熱處理方面關于合金鋼鋼錠去應力退火新工藝。
在冶金工業中，為防止鋼錠開裂報廢，需去除鑄態內應力。在合金鋼鋼錠去除內應力的技術上，一般用退火工藝。現有的退火工藝，大都是完全退火，這種退火工藝加熱溫度過高，保溫時間過長，存在浪費煤氣或重油，耗能大;金屬氧化燒損大，脫碳層太深，成材率低及退火周期長，生產率低等問題。因此，改進現有的合金鋼鋼錠去除內應力的退火工藝制度，對節能、降耗及提高生產率，具有實際意義。
本發明的任務在于提供一種改進的合金鋼鋼錠去除內應力的退火新工藝，實現既能保證合金鋼鋼錠去除鑄態內應力，又能降低加熱溫度。縮短保溫時間，以達到節能、降耗及提高生產率的目的。
本發明提出的合金鋼鋼錠去應力退火新工藝制度為不完全退火或低溫退火工藝。這種退火新工藝制度的特征在于采用兩段式加熱保溫、偽兩段式或一段式低溫保溫進行不完全退火或低溫退火，使鋼錠去除內應力。
依據金屬物理學原理，鋼的內應力的消除是個蠕變過程，隨著溫度升高而迅速消除。隨著鋼相變重結晶的進行，第二類應力和第三類應力即可消失，第一類應力也逐漸松馳，一般可消除90%以上。試驗研究表明，鋼錠去應力退火不需要過高的完全退火溫度，只要在臨界點Ac1稍上或稍下，保溫一段時間即可完成。因此，本發明采用的以兩段式加熱保溫、偽兩段式保溫或一段式保溫進行不完全退火或低溫退火新工藝，既能完成消除鋼錠內應力的任務，又能使保溫溫度大幅度降低，并依鋼種不同，可降低60～290℃。
本發明是根據金屬物理學理論、傳熱原理，通過對各種鋼錠在不同爐氣的溫度場、退火工藝曲線以及錠表與錠心溫度曲線等加熱溫度變化規律的研究;并通過對在一定加熱速度、冷卻速度下，確定保溫溫度，根據爐型、燃氣、鋼種化學成份及錠型可計算出任何鋼錠的熱透時間的研究下提出的關于合金鋼鋼錠去應力退火新工藝。
下面結合幾組實施例對本發明作進一步說明。
一、
圖1為第一組中、高碳高合金鋼錠的兩段式退火新工藝曲線圖。
(如W18Cr4v，W6Mo5Cr4v2，W9Mo3Cr4v，M36，M42，W9Cr4V6SiNbA1，3Cr2W8V，Cr12MoV等鋼錠采用該兩段式退火新工藝如圖1所示，中、高碳高合金鋼類兩段式退火新工藝的特征在于過程為〔1〕以≤100℃/h的緩慢鋼錠至800～860℃后，進行第一段保溫h12～4小時，〔2〕以50℃/h爐中降溫至720～780℃進行第二段保溫h21.5～3小時，〔3〕以50℃/h的降溫速度降溫至300℃出爐。
二、圖2為第二組鉻鎳高淬透性鋼類650公斤至6噸規格的鋼錠的一段式低溫退火新工藝曲線圖。(如20Cr2Ni4A，25Cr2Ni4WA，18Cr2Ni4WA，PcrNi3Mo等鋼錠采用此一段式低溫退火新工藝。)如圖2所示，對650公斤至6噸的鉻鎳高淬透性鋼錠用一段低溫退火新工藝的特征在于過程為〔1〕以≤100℃/h緩慢加熱鋼錠至620～680℃后，保溫5～10小時，〔2〕閉火爐冷溫至300℃出爐。
三、圖3為第三組低中合金工具鋼類鋼錠的兩段式退火工藝曲線圖。(如CrWMn，Cr2，9CrMoV，4Cr5MoVSi，5CrW2Si，9WMn等鋼錠兩段式退火新工藝。)如圖3所示，對低中合金工具鋼鋼錠用兩段式退火新工藝的特征在于過程為〔1〕以≤100℃/h緩慢加熱鋼錠至780～850℃后進行第一段保溫h13～6小時，〔2〕以50℃/h的降溫速度降溫至650～740℃后，進行第二段保溫h22～4小時〔3〕閉火爐冷降溫至300℃，出爐。
四、圖4為第四組不銹鋼、耐熱鋼類540公斤至2.1噸規格的鋼錠采用的一段式低溫退火工藝曲線圖。(如2～4Cr13，4Cr9Si2，2Cr13Ni2，Cr14，1Cr11MoV等不銹鋼、耐熱鋼鋼種采用此一段式低溫退火新工藝。)如圖4所示，對540公斤至2.1噸的不銹鋼、耐熱鋼所采用的這種一段式低溫退火新工藝，其特征在于工藝過程為以≤100℃/h緩慢加熱鋼錠至800～860℃后，保溫2～6小時然后閉火爐冷至300℃出爐。
五、圖5為第五組低合金結構鋼類，1.6～10噸規格的鋼錠用偽兩段式保溫退火新工藝曲線圖。(如40Cr，35Mn2，40CrNi，32SiMn，MoV，50CrV，60SiMn，40CrNiM。等鋼類采用這種偽兩段式保溫退火工藝。)如圖5所示，對1.6至10噸的低合金結構鋼鋼錠所采用的這種偽兩段式保溫退火新工藝的特征在于工藝過程為〔1〕以≤100℃/h緩慢加熱鋼錠至780～860℃后第一次保溫h12～5小時，〔2〕以50℃/h的降溫速度降溫至700～760℃后，第二次保溫h22～6小時，〔3〕以≤50℃/h降溫速度降溫至500℃出爐。
以上五個實施例中各自的各段保溫時間，依錠型尺寸而異，且均在設計的保溫時間范圍確定及變動。
本發明所述的合金鋼鋼錠去應力退火新工藝，在某鋼廠應用一年多，處理鋼錠7000多噸，退火質量完全合格，未出現廢品，節能35～70%，平均節能率38.3%，減少金屬氧化燒損1%以上，提高了成材率，生產率提高20%以上。具有實際推廣應用價值。
權利要求
1.一種合金鋼錠去應力退火新工藝，其特征在于A、對中、高碳高合金鋼錠用兩段式退火工藝過程為緩慢加熱鋼錠至800～860℃進行第一段保溫2～4小時，然后爐中降溫至720～780℃進行第二段保溫1.5～3小時，再以50℃/h降溫至300℃出爐，B、對650公斤至6噸的鉻鎳高淬透性鋼錠用一段式低溫退火工藝過程為緩慢加熱鋼錠至620～680℃進行一段式保溫5～10小時，降溫至300℃出爐，C、對低中合金工具鋼鋼錠用兩段式退火工藝過程為緩慢加熱鋼錠至780～850℃進行第一段保溫3～6小時，然后爐中降溫至650～720℃進行第二段保溫2～4小時，再閉火爐冷至300℃出爐，D、對540公斤至2.1噸的不銹鋼、耐熱鋼鋼錠用一段低溫退火工藝過程為緩慢加熱鋼錠至800～860℃保溫2～6小時，然后閉火爐冷至300℃出爐，E、對1.6至10噸的低構金結合鋼鋼錠用偽兩段式保溫退火工藝過程為緩慢加熱鋼錠至780～860℃保溫2～5小時，然后以50℃/h降溫至700～760℃保溫2～6小時，最后以50℃/h降溫至500℃出爐。
全文摘要
一種改進的合金鋼鋼錠去應力退火新工藝，是由兩段式加熱保溫、偽兩段保溫或(一段式)保溫構成的不完全退火或低溫退火工藝制度。試驗研究表明，鋼錠去應力退火不需要過高的完全退火溫度，只要在臨界點AC
文檔編號C21D1/30GK1069523SQ9110567
公開日1993年3月3日 申請日期1991年8月13日 優先權日1991年8月13日
發明者劉崇昌, 麻永林, 賀友多, 艾慰心, 劉德君, 吳雅卿, 陳榮璋, 蔡永成, 劉新勝 申請人:包頭鋼鐵學院