本發明涉及一種提高淬透性能的方法,具體為一種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,屬于材料應用技術領域。
背景技術:
滲碳軸承鋼的結構特點和工作條件要求軸承零件必須具備高的硬度、耐磨性、接觸疲勞強度、良好的韌性、尺寸穩定性、耐蝕和冷熱加工性能,軸承鋼在工作時承受著極大的壓力和摩擦力,所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性,以及高的彈性極限,對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格,是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一,隨著我國機械化的發展,對軸承鋼的需求亦隨之增加。
而現有我國所生產的軸承鋼淬透性較低,在淬火冷卻過程中,表面與心部的冷卻速度有較大差異,造成大于臨界冷卻速度的部分轉變成馬氏體,而小于臨界冷卻速度的心部不能轉變成馬氏體,內部由于熱脹冷縮不均勻造成內應力,使產品變形或開裂,同時在進行回火處理時,僅僅進行一次回火處理,只能消除一部分因急速冷卻所造成之殘留應力,因此材料的韌性與柔性得不到提高,滿足不了工作條件所要求得性能。
技術實現要素:
本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,滿足在復雜工作環境下的使用要求。
本發明通過以下技術方案來實現上述目的,一種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,以G20CrNiMoA重量百分比計,包括C:0.17~0.23%、Mn:0.60~0.90%、Si:0.15~0.40%、S:≤0.020%、P:≤0.020%、Cr:0.35~0.65%、Ni:0.4~0.7%、Mo:0.15~0.3%、Cu:≤0.25%以及余量Fe;
其方法步驟如下:
步驟A、取所需元素于非真空電爐中熔煉,熔煉溫度1580~1640℃,在熔煉過程中調節各元素的含量,使其重量比符合設計要求,熔煉成溶液;
步驟B、將步驟A中的熔煉溶液在冷凝時,配入25~45ppm的元素B,形成鋼坯;
步驟C、將步驟B中形成的剛坯進行第一次淬火處理,并在淬火溫度下處理30min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟D、將步驟C中冷卻的鋼坯進行第二次淬火處理,并在淬火溫度下處理20min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟E、將步驟C中經過兩次淬火處理的鋼坯進行回火,回火溫度150~200℃,處理1h然后冷卻至室溫,即完成對G20CrNiMoA淬透性能的提高。
優選的,所述步驟B中,元素B熔煉成溶液后勻速注入步驟A中的熔煉溶液中進行冷凝。
優選的,所述步驟C中,第一次淬火處理的溫度控制在860~900℃。
優選的,所述步驟D中,第二次淬火處理的溫度控制在780~810℃。
優選的,所述步驟C和步驟D中,進行冷卻時的速度大于鋼坯的臨界冷卻速度。
優選的,所述步驟E中,對鋼坯進行2-3次回火,回火的溫度保持一定。
本發明的有益效果是:該種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,在冶煉過程中添加25~45ppm的B元素,進行淬火冷卻時的速度大于臨界冷卻速度,同時進行多次回火處理,顯著提高滲碳軸承鋼的淬透性,滿足其工作條件要求性能,有良好的經濟效益和社會效益,適合推廣使用。
具體實施方式
下面將結合本發明的實施例,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例一:
一種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,其方法步驟如下:
步驟A、取以G20CrNiMoA重量百分比計,包括C:0.17%、Mn:0.60%、Si:0.15%、S:0.020%、P:0.020%、Cr:0.35%、Ni:0.4%、Mo:0.15%、Cu:0.25%以及余量Fe于非真空電爐中熔煉,熔煉溫度1580~1640℃,在熔煉過程中調節各元素的含量,使其重量比符合設計要求,熔煉成溶液;
步驟B、將步驟A中的熔煉溶液在冷凝時,配入25ppm的元素B,形成鋼坯;
步驟C、將步驟B中形成的剛坯進行第一次淬火處理,并在淬火溫度下處理30min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟D、將步驟C中冷卻的鋼坯進行第二次淬火處理,并在淬火溫度下處理20min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟E、將步驟C中經過兩次淬火處理的鋼坯進行回火,回火溫度150~200℃,處理1h然后冷卻至室溫,即完成對G20CrNiMoA淬透性能的提高。
所述步驟B中,元素B熔煉成溶液后勻速注入步驟A中的熔煉溶液中進行冷凝,所述步驟C中,第一次淬火處理的溫度控制在860~900℃,所述步驟D中,第二次淬火處理的溫度控制在780~810℃,所述步驟C和步驟D中,進行冷卻時的速度大于鋼坯的臨界冷卻速度,所述步驟E中,對鋼坯進行2-3次回火,回火的溫度保持一定;
實施例二:
一種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,其方法步驟如下:
步驟A、取以G20CrNiMoA重量百分比計,包括C:0.20%、Mn:0.75%、Si:0.25%、S:0.015%、P:0.015%、Cr:0.50%、Ni:0.5%、Mo:0.20%、Cu:0.20%以及余量Fe于非真空電爐中熔煉,熔煉溫度1580~1640℃,在熔煉過程中調節各元素的含量,使其重量比符合設計要求,熔煉成溶液;
步驟B、將步驟A中的熔煉溶液在冷凝時,配入35ppm的元素B,形成鋼坯;
步驟C、將步驟B中形成的剛坯進行第一次淬火處理,并在淬火溫度下處理30min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟D、將步驟C中冷卻的鋼坯進行第二次淬火處理,并在淬火溫度下處理20min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟E、將步驟C中經過兩次淬火處理的鋼坯進行回火,回火溫度150~200℃,處理1h然后冷卻至室溫,即完成對G20CrNiMoA淬透性能的提高。
所述步驟B中,元素B熔煉成溶液后勻速注入步驟A中的熔煉溶液中進行冷凝,所述步驟C中,第一次淬火處理的溫度控制在860~900℃,所述步驟D中,第二次淬火處理的溫度控制在780~810℃,所述步驟C和步驟D中,進行冷卻時的速度大于鋼坯的臨界冷卻速度,所述步驟E中,對鋼坯進行2-3次回火,回火的溫度保持一定;
實施例三:
一種提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,其方法步驟如下:
步驟A、取以G20CrNiMoA重量百分比計,包括C:0.23%、Mn:0.90%、Si:0.40%、S:0.010%、P:0.010%、Cr:0.65%、Ni:0.7%、Mo:0.3%、Cu:0.15%以及余量Fe于非真空電爐中熔煉,熔煉溫度1580~1640℃,在熔煉過程中調節各元素的含量,使其重量比符合設計要求,熔煉成溶液;
步驟B、將步驟A中的熔煉溶液在冷凝時,配入45ppm的元素B,形成鋼坯;
步驟C、將步驟B中形成的剛坯進行第一次淬火處理,并在淬火溫度下處理30min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟D、將步驟C中冷卻的鋼坯進行第二次淬火處理,并在淬火溫度下處理30min,然后空氣中冷卻至室溫;
步驟E、將步驟C中經過兩次淬火處理的鋼坯進行回火,回火溫度150~200℃,處理1h然后冷卻至室溫,即完成對G20CrNiMoA淬透性能的提高。
所述步驟B中,元素B熔煉成溶液后勻速注入步驟A中的熔煉溶液中進行冷凝,所述步驟C中,第一次淬火處理的溫度控制在860~900℃,所述步驟D中,第二次淬火處理的溫度控制在780~810℃,所述步驟C和步驟D中,進行冷卻時的速度大于鋼坯的臨界冷卻速度,所述步驟E中,對鋼坯進行2-3次回火,回火的溫度保持一定;
根據實施例一、實施例二和實施例三提高G20CrNiMoA淬透性能的方法,試驗結果如表一所示,
在冶煉過程中添加25~45ppm的B元素,顯著提高滲碳軸承鋼的淬透性,滿足其工作條件要求性能,有良好的經濟效益和社會效益,適合推廣使用能夠滿足其工作環境的使用要求。
對于本領域技術人員而言,顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節,而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下,能夠以其他的具體形式實現本發明。因此,無論從哪一點來看,均應將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何實施例標記視為限制所涉及的權利要求。
此外,應當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領域技術人員應當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術方案也可以經適當組合,形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。