專利名稱：鹽浴配方及其應用以及高強鋼焊縫的熱處理方法
技術領域：
本發明涉及熱處理領域，具體地，涉及一種鹽浴配方及其應用以及一種高強鋼焊縫的熱處理方法。
背景技術：
鹽浴熱處理是一種常見的熱處理工藝，用于優化材料的金相結構以提高工件性倉泛。高強鋼在工程建設和機械領域中應用廣泛，由于高強鋼含有較多的碳和合金元 素，高強鋼淬硬傾向較大，焊接過程中焊接接頭中容易產生馬氏體淬硬組織，使冷裂紋敏感性增加，焊接頭力學性能下降。因此，考慮采用鹽浴熱處理的方法來控制高強鋼淬硬組織的生成，具體是進行高強鋼焊接后，將高溫的焊縫迅速放入鹽浴中進行熱處理，使得焊縫在鹽浴中迅速冷卻到某一比馬氏體轉變開始溫度稍高的溫度并在該溫度下進行保溫處理，使焊縫發生等溫轉變生成韌性和強度均較好的下貝氏體組織，而非馬氏體組織。在此過程中，為了保證焊縫最終完全轉變成下貝氏體，需要保證鹽浴對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變開始溫度稍高的溫度。目前常見的低溫熱處理鹽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，這些鹽浴配方的冷卻能力均無法達到使高強鋼焊縫快速冷卻至某一比馬氏體轉變開始溫度稍高的溫度；并且這些鹽浴的流動性較差，給鹽浴的回收再利用帶來不便。因而，現有的鹽浴配方并不適用對高強鋼焊縫進行隨焊鹽浴熱處理。
發明內容
本發明的目的是提供一種鹽浴配方以及一種高強鋼焊縫的熱處理方法，所述鹽浴配方具有冷卻能力較強、化學性質穩定、不易分解并且殘渣少的特點，所述高強鋼焊縫的熱處理方法使用上述鹽浴配方對焊縫進行冷卻，能夠提高焊縫的韌性和強度。為了實現上述目的，本發明提供一種鹽浴配方，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H20。優選地，所述KOH、NaOH 和 H2O 的重量比為:3. 0-4. 0:3. 0-4. 5:1。優選地，該鹽浴配方還含有CO32'優選地，該鹽浴配方還含有Na2CO3和/或K2CO3。 優選地，該鹽浴配方還含有NaNO2和/或KNO2。優選地，以所述鹽浴配方的總量為基準，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。優選地，該鹽浴配方適于在150-500°C的溫度下使用。
優選地，以所述鹽浴配方的總量為基準，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。優選地，所述鹽浴配方適于在160_350°C的溫度下使用。本發明還提供所述的鹽浴配方在高強鋼焊縫的熱處理中的應用。本發明還提供一種高強鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進行冷卻，冷卻至保溫溫度后進行保溫，所述保溫溫度高于該高強鋼焊縫的馬氏體轉變開始溫度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，并且，KOH和NaOH極易溶于水且化學性質穩定，因而該鹽浴配方也具有流動性好、易于回收使用、殘渣少且長時間高溫工作不分解產生有毒氣體的優點，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。本發明的高強鋼焊縫的熱處理方法采用上述鹽浴配方對高溫的焊縫進行冷卻，能夠將焊縫在較短時間內冷卻至比馬氏體轉變開始溫度高20-50°C的溫度下并進行保溫，從而使焊縫的金相組織完全轉化為下貝氏體組織，使焊縫具有較高的強度和硬度。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。
具體實施例方式以下對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。本發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；并且，選用極易溶于水且化學性質穩定的KOH和NaOH作為主要成分，因而該鹽浴配方也具有流動性好、殘渣少且長時間高溫工作不分解產生有毒氣體的優點，由于該鹽浴配方流動性好且殘渣少，因而方便回收利用且無需經常清理殘渣；另外，由于KOH和NaOH均為離子化合物，因而，按一定比例混合后，鈉離子和鉀離子對氫氧根離子的吸引力不同，導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的含量過低會導致鹽浴配方的冷卻能力不足，而H2O的含量過高則會造成鹽浴在使用過程中容易飛濺從而使鹽浴配方的高溫穩定性降低，而KOH和NaOH之間的配比會影響鹽浴配方的熔點，因此，通過調節鹽浴配方中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具有較低的熔點，從而具有適合的工作溫度范圍。優選地，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，保證鹽浴配方成分的穩定。可以選用任意合適的物質作為⑶廣的來源，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下產生CO廣，并且Na2C03和K2C03中的鈉離子和鉀離子對鹽浴配方中其它成分無影響。另外，從經濟的角度考慮，優選選用Na2CO3U作為一種優選實施方式，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合力較弱，NaNO2和/或KNO2中陽離子和陰離子的結合力要比NaOH或KOH中陽離子和陰離子的結合力弱，從而鹽浴配方的流動性增強，并且鹽浴配方的熔點進一步下降，鹽浴配方的流動性與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明顯影響的情況下使鹽浴配方的流動性更好，從而利于對鹽浴配方的回收再利用，而可回收再利用性較好的特點使得該鹽浴配方更適合在隨焊熱處理中使用。另外,從經濟的角度考慮,優選選用NaNO2。作為一種實施方式，以鹽浴配方的總量為基準，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。優選地，以鹽浴配方的總量為基準，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，該鹽浴配方的冷卻能力、流動性以及穩定性等的綜合效果最好。本發明還提供上述的浴鹽配方在高強鋼焊縫的熱處理中的應用。另一方面，本發明還提供一種高強鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進行冷卻，冷卻至保溫溫度后進行保溫，所述保溫溫度略高于該高強鋼焊縫的馬氏體轉變開始溫度，其中，熱處理鹽浴采用根據本發明的鹽浴配方。并且，優選地，為了保證貝氏體轉變充分，所述保溫溫度高于該高強鋼焊縫的馬氏體轉變開始溫度20-50°C。 由于高強鋼焊縫的馬氏體轉變開始溫度在本發明的鹽浴配方在工作溫度范圍內，并且本發明的鹽浴配方具有冷卻能力較強，能夠迅速將高強鋼焊縫冷卻到所述保溫溫度，然后在該保溫溫度下對高強鋼焊縫進行保溫，從而使高強鋼焊縫在該溫度下發生等溫轉變生成韌性和強度均較好的下貝氏體組織，而非馬氏體組織，因此，可以推測使用該熱處理方法處理后的高強鋼焊縫的強度和韌性均較好。下面將結合實施例和對比例進一步詳細闡述本發明。實施例與對比例將9個材質均為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為1-9的鹽浴熱處理試驗池(尺寸250mmX 250mmX 200mm)中的熱處理鹽浴中90mm，留IOmm在裝置外部并與測溫裝置連通以用于測量鋼棒的溫度，編號為1_9的鹽浴熱處理試驗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，分別測量并記錄編號為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所經歷的時間，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池中的熱處理鹽浴倒出并分別收集殘渣稱量殘渣的重量，結果如表2所示。表I
權利要求
1.一種鹽浴配方，其特征在于，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H20。
2.根據權利要求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.根據權利要求I所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方還含有CO廣。
4.根據權利要求2所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方還含有Na2CO3和/或K2C03。
5.根據權利要求I所述的鹽浴配方，其中，該鹽浴配方還含有NaNO2和/或ΚΝ02。
6.根據權利要求I所述的鹽浴配方，其中，以所述鹽浴配方的總量為基準，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.根據權利要求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.根據權利要求6所述的鹽浴配方，其中，以所述鹽浴配方的總量為基準，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.根據權利要求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.權利要求1-9中任意一項所述的鹽浴配方在高強鋼焊縫的熱處理中的應用。
11.一種高強鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進行冷卻，冷卻至保溫溫度后進行保溫，所述保溫溫度高于高強鋼焊縫的馬氏體轉變開始溫度20-50°C，其特征在于，所述熱處理鹽浴采用權利要求1-9中任意一項所述的鹽浴配方。
全文摘要
本發明公開了一種鹽浴配方，該鹽浴配方含有KOH、NaOH和H2O。本發明公開了所述鹽浴配方在高強鋼焊縫的熱處理中的應用。并且，本發明還公開了一種高強鋼焊縫的熱處理方法，該熱處理方法包括將所述高強鋼焊縫放置到熱處理鹽浴中進行冷卻，冷卻至保溫溫度后進行保溫，所述保溫溫度高于該高強鋼焊縫的馬氏體轉變開始溫度20-50℃，其中，所述熱處理鹽浴采用所述的鹽浴配方。本發明的鹽浴配方具有冷卻能力較強、化學性質穩定、不易分解并且殘渣少的特點；本發明的高強鋼焊縫的熱處理方法使用上述鹽浴配方對焊縫進行冷卻，能夠提高焊縫的韌性和強度。
文檔編號C21D1/607GK102978358SQ201210498780
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月29日 優先權日2012年11月29日
發明者王霄騰, 袁曉東, 任會禮, 付玲 申請人:中聯重科股份有限公司