本發(fā)明屬于鍛件熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種大型鍛件細(xì)化晶粒的熱處理工藝。

背景技術(shù)：

大型鍛件因鍛造加熱、鍛造不充分、鍛造壓力不足、鍛造壓下量不足等原因，在鍛造過程中極易形成粗大的晶粒，造成晶粒粗大、混晶等現(xiàn)象，給工件的力學(xué)性能和后續(xù)加工性能造成不良影響，嚴(yán)重的將導(dǎo)致工件報(bào)廢，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

大型鍛件出現(xiàn)粗大晶粒，只有通過熱處理來改善。現(xiàn)有技術(shù)采用的熱處理工藝，不能將鍛坯中的晶粒進(jìn)行細(xì)化，無法明顯的改善和提高鍛件的力學(xué)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述存在的缺陷而提供一種大型鍛件細(xì)化晶粒的熱處理工藝。該工藝針對(duì)大型低合金高強(qiáng)度鋼鍛件，通過對(duì)粗大晶粒的鍛件實(shí)施三次熱處理，有效改善鍛件的粗大組織，細(xì)化晶粒，提高低合金高強(qiáng)度鋼鍛件的力學(xué)性能和無損檢測合格率。

本發(fā)明的一種大型鍛件細(xì)化晶粒的熱處理工藝技術(shù)方案為，將鍛坯端后控冷后，進(jìn)行三次熱處理工藝。

所述的一種大型鍛件細(xì)化晶粒的熱處理工藝，包括以下步驟：

（1）對(duì)鍛坯實(shí)施鍛后控冷：具體為將鍛坯空冷至300℃以下；

（2）將空冷至300℃以下的鍛坯入爐，進(jìn)行鍛后第一次熱處理：正火；

（3）將經(jīng)過鍛后第一次熱處理的鍛坯入爐，進(jìn)行第二次熱處理：淬火；

（4） 將經(jīng)過鍛后第二次熱處理的鍛坯入爐，進(jìn)行第三次熱處理：正火+回火。

正火具體為：將空冷至300℃以下的鍛坯入爐后，以≤150℃/h的升溫速率升溫至完全奧氏體化，推薦溫度為：Ac3+（50-100）℃，保溫t1時(shí)間后，經(jīng)風(fēng)冷+噴霧降溫至300±10℃。

Ac3是亞共析鋼，即含碳量＜0.77%wt的鋼，在加熱時(shí)鐵素體轉(zhuǎn)變成奧氏體的起始溫度，是亞共析鋼的一個(gè)臨界溫度。

t1=k×D，其中，k為系數(shù)，取值0.8-1.5，單位：分/毫米；D為工件有效厚度，單位：毫米。

步驟（3）中，淬火具體為：將經(jīng)過鍛后第一次熱處理的鍛坯入爐后，以≤150℃/h的升溫速率升溫至完全奧氏體化，推薦溫度為：Ac3+（30-50）℃，保溫t2時(shí)間后，經(jīng)水冷降溫至≤200℃。

t2=k×D，其中，k為系數(shù)，取值0.8-1.5，單位：分/毫米；D為工件有效厚度，單位：毫米。

步驟（4）中，正火回火具體為：將經(jīng)過鍛后第二次熱處理的鍛坯入爐后，以≤150℃/h的升溫速率升溫至完全奧氏體化，推薦溫度為：Ac3+（30-80）℃，保溫t3時(shí)間后，經(jīng)風(fēng)冷加噴霧降溫至300±10℃后繼續(xù)空冷降溫；然后從溫度≤300℃以≤150℃/h的升溫速率升溫至550±10℃，保溫t4時(shí)間后，空冷降溫。

t3=k×D，t4=k×D，其中，k為系數(shù)，取值0.8-1.5，單位：分/毫米；D為工件有效厚度，單位：毫米。

本發(fā)明的有益效果為：該工藝針對(duì)大型低合金高強(qiáng)度鋼鍛件，通過對(duì)粗大晶粒的鍛件實(shí)施三次熱處理，可以有效改善大型鍛件因鍛造加熱、鍛造不充分、鍛造壓力不足、鍛造壓下量不足等原因造成的晶粒粗大、混晶等現(xiàn)象，細(xì)化晶粒，改善大型鍛件的顯微組織和力學(xué)性能，提高低合金高強(qiáng)度鋼鍛件的無損檢測合格率。

附圖說明：

圖1所示為本發(fā)明的第一次熱處理正火工藝曲線；

圖2所示為本發(fā)明的第二次熱處理淬火工藝曲線；

圖3所示為本發(fā)明的第三次熱處理正火+回火工藝曲線；

圖4所示為實(shí)施例1第一次熱處理工藝曲線；

圖5所示為實(shí)施例1第二次熱處理工藝曲線；

圖6所示為實(shí)施例1第三次熱處理工藝曲線。

具體實(shí)施方式：

為了更好地理解本發(fā)明，下面用具體實(shí)例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，但是本發(fā)明并不局限于此。

實(shí)施例1

對(duì)材質(zhì)為Q345B的毛坯尺寸為Φ3500/Φ700×350（單位：毫米）的工件，鍛后Φ3480/Φ680×330的鍛坯通過實(shí)施鍛后正火、淬火和正火回火處理，包括以下步驟：

（1）對(duì)鍛坯實(shí)施鍛后控冷：具體為將鍛坯空冷至300℃以下；

（2）將空冷至300℃以下的鍛坯入爐，進(jìn)行鍛后第一次熱處理：正火，將空冷至300℃以下的鍛坯入爐后，以≤150℃/h的升溫速率升溫至930±10℃，保溫7h后，經(jīng)風(fēng)冷+噴霧降溫至300±10℃后繼續(xù)空冷。請(qǐng)見說明書附圖圖1。

（3）將經(jīng)過鍛后第一次熱處理的鍛坯入爐，進(jìn)行第二次熱處理：淬火，將經(jīng)過鍛后第一次熱處理的鍛坯入爐后，以≤150℃/h的升溫速率升溫至900±10℃，保溫6h后，經(jīng)水冷降溫至≤200℃。請(qǐng)見說明書附圖圖2。

（4） 將經(jīng)過鍛后第二次熱處理的鍛坯入爐，進(jìn)行第三次熱處理：正火+回火，將經(jīng)過鍛后第二次熱處理的鍛坯入爐后，以≤150℃/h的升溫速率升溫至900±10℃，保溫6.5h后，經(jīng)風(fēng)冷加噴霧降溫至300±10℃后繼續(xù)空冷降溫；然后從溫度≤300℃以≤150℃/h的升溫速率升溫至550±10℃，保溫9.5h后，空冷降溫。請(qǐng)見說明書附圖圖3。

經(jīng)本體取樣，檢測其拉伸性能和室溫沖擊性能，完全滿足客戶要求。本體取樣，力學(xué)性能結(jié)果如表1所示：

表1

工件粗車后，經(jīng)超聲波檢測，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷和明顯的晶粒粗大的草狀波，超聲檢測合格。