一种中碳钢的热处理方法

摘要

本发明公开了一种中碳钢的热处理方法，所述热处理方法包括以下步骤：扩氢缓冷：将轧制后的成品钢板冷却装入缓冷坑，保温4‑5h，然后经6‑8h升温至630‑650℃加热保温，钢板随炉冷却后出炉；正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理；冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，保证散热效果。本发明通过扩氢缓冷，消除应力，解决了目前中碳钢厚板探伤不稳定，易炸裂的现象；上下表散热均匀，提高了厚板全厚度方向上性能的均匀性。

权利要求

1.一种中碳钢的热处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）扩氢缓冷：将轧制后的成品钢板冷却至500-600℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4-

5h，然后经6-8h升温至630-650℃加热保温，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却后出炉；成品钢板加热保温时间如下：成品钢板厚度为150-200mm，保温时间30-31h；

厚度为201-250mm，保温时间40-41h；厚度为251-300mm，保温时间50-51h；厚度为301-

350mm，保温时间60-61h；

（2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，正火热处理温度为890-920℃，总加热时间为1.8-2.5min/mm；

（3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温≤30℃，保证散热效果；

所述热处理方法处理后中碳钢板全厚度5点硬度：上表面下2mm：175-201HB、上1/4：

175-201HB、1/2：174-204HB、下1/4：175-201HB、下表面上2mm：174-200HB。

2.根据权利要求1所述的一种中碳钢的热处理方法，其特征在于，所述步骤（1）中，钢板随炉冷却至280-300℃出炉。

3.根据权利要求1或2所述的一种中碳钢的热处理方法，其特征在于，所述成品钢板厚度为150-350mm。

4.根据权利要求3所述的一种中碳钢的热处理方法，其特征在于，所述中碳钢含碳量

0.42-0.48%。

说明书

一种中碳钢的热处理方法

技术领域

[0001] 本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种中碳钢的热处理方法。

背景技术

[0002] 热处理是指金属材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的一种金属热加工工艺。

[0003] 正火工艺使用最为普遍，对于中碳钢一般采用常规的正火工艺即可，但是对于厚板常因为轧后冷却不均造成局部应力，内部氢扩散慢，钢板会有一定的开裂倾向，很难达到高探伤要求。且厚板正火后随意放置，造成上表散热快，下表热量堆积，上下表散热很不均匀，整体性能存在较大差异。

[0004] 因此，为了控制钢板裂纹倾向，开发一种减少中碳钢厚板上下表面冷却不均的热处理方法，提高整体性能十分必要。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种中碳钢的热处理方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种中碳钢的热处理方法，所述方法包括以下步骤：

[0007] （1）扩氢缓冷：将轧制后的成品钢板冷却装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4-5h，然后经6-8h升温至630-650℃加热保温，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却后出炉；

[0008] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理；

[0009] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，保证散热效果。

[0010] 本发明所述步骤（1）中，轧制后的成品钢板冷却至500-600℃装入缓冷坑。

[0011] 本发明所述步骤（1）中，成品钢板加热保温时间如下：成品钢板厚度为150-200mm，保温时间30-31h；厚度为201-250mm，保温时间40-41h；厚度为251-300mm，保温时间50-51h；厚度为301-350mm，保温时间60-61h。

[0012] 本发明所述步骤（1）中，钢板随炉冷却至280-300℃出炉。

[0013] 本发明骤（2）中，正火热处理温度为890-920℃，总加热时间为1.8-2.5min/mm。

[0014] 本发明所述步骤（3）中，导热水温≤30℃。

[0015] 本发明所述成品钢板厚度为150-350mm。

[0016] 本发明所述中碳钢含碳量0.42-0.48%。

[0017] 本发明所述热处理方法处理后中碳钢板全厚度5点硬度：上表面下2mm：175-201HB、上1/4：175-201HB、1/2：174-204HB、下1/4：175-201HB、下表面上2mm：174-200HB。

[0018] 本发明一种中碳钢的热处理方法处理后中碳钢板性能检测方法参考GB/T231。

[0019] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明解决了目前中碳钢厚板易炸裂，探伤不稳定，以及上下表冷却不均匀的问题，提高了厚板全厚度方向上性能的均匀性。2、本发明热处理方法处理后中碳钢板全厚度5点硬度：上表面下2mm：175-201HB、上1/4：
175-201HB、1/2：174-204HB、下1/4：175-201HB、下表面上2mm：174-200HB。

附图说明

[0020] 图1为冷却工艺专用台架示意图；

[0021] 图中，1-水管，2-风机。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地说明。

[0023] 实施例1

[0024] 本实施例中碳钢板C45E厚度为150mm、碳含量为0.42%，其热处理方法包括以下步骤：

[0025] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至500℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4h，然后经6h升温至630℃保温30h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至280℃出炉；

[0026] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度900℃，总加热时间为1.8min/mm，加热时间到后出炉；

[0027] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为30℃，保证散热效果。

[0028] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为198HB、上1/4为198HB、1/2为197HB、下1/4为198HB、下表面上2mm为198HB。

[0029] 实施例2

[0030] 本实施例中碳钢板C45E厚度为250mm、碳含量为0.44%，其热处理方法包括以下步骤：

[0031] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至550℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4.5h，然后经7h升温至640℃保温40h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至290℃出炉；

[0032] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度910℃，总加热时间为2.1min/mm，加热时间到后出炉；

[0033] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为20℃，保证散热效果。

[0034] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为175HB、上1/4为179HB、1/2为177HB、下1/4为179HB、下表面上2mm为178HB。

[0035] 实施例3

[0036] 本实施例中碳钢板C45E厚度为350mm、碳含量为0.47%，其热处理方法包括以下步骤：

[0037] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至600℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温5h，然后经8h升温至650℃保温60h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至300℃出炉；

[0038] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度920℃，总加热时间为2.5min/mm，加热时间到后出炉；

[0039] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为25℃，保证散热效果。

[0040] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为201HB、上1/4为201HB、1/2为204HB、下1/4为201HB、下表面上2mm为200HB。

[0041] 实施例4

[0042] 本实施例中碳钢板C45E厚度为200mm、碳含量为0.48%，其热处理方法包括以下步骤：

[0043] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至520℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4.2h，然后经6.2h升温至635℃保温31h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至285℃出炉；

[0044] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度890℃，总加热时间为2.0min/mm，加热时间到后出炉；

[0045] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为15℃，保证散热效果。

[0046] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为175HB、上1/4为175HB、1/2为174HB、下1/4为175HB、下表面上2mm为174HB。

[0047] 实施例5

[0048] 本实施例中碳钢板C45E厚度为201mm、碳含量为0.45%，其热处理方法包括以下步骤：

[0049] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至540℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4.3h，然后经6.5h升温至645℃保温41h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至295℃出炉；

[0050] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度900℃，总加热时间为2.2min/mm，加热时间到后出炉；

[0051] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为18℃，保证散热效果。

[0052] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为195HB、上1/4为195HB、1/2为193HB、下1/4为195HB、下表面上2mm为194HB。

[0053] 实施例6

[0054] 本实施例中碳钢板C45E厚度为251mm、碳含量为0.42%，其热处理方法包括以下步骤：

[0055] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至550℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4.6h，然后经6.7h升温至638℃保温50h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至288℃出炉；

[0056] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度905℃，总加热时间为2.3min/mm，加热时间到后出炉；

[0057] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为21℃，保证散热效果。

[0058] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为195HB、上1/4为195HB、1/2为194HB、下1/4为195HB、下表面上2mm为194HB。

[0059] 实施例7

[0060] 本实施例中碳钢板C45E厚度为300mm、碳含量为0.46%，其热处理方法包括以下步骤：

[0061] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至570℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4.8h，然后经7.3h升温至642℃保温51h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至296℃出炉；

[0062] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度915℃，总加热时间为2.4min/mm，加热时间到后出炉；

[0063] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为23℃，保证散热效果。

[0064] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为181HB、上1/4为181HB、1/2为179HB、下1/4为181HB、下表面上2mm为180HB。

[0065] 实施例8

[0066] 本实施例中碳钢板C45E厚度为301mm、碳含量为0.46%，其热处理方法包括以下步骤：

[0067] （1）扩氢缓冷：将成品钢板冷却至590℃装入缓冷坑，关闭烧嘴，保温4.5h，然后经7.7h升温至647℃保温61h，保温时间到后，关闭烧嘴，并关闭烟道，钢板随炉冷却至289℃出炉；

[0068] （2）正火：钢板探伤合格后进入车底炉进行正火热处理，将钢板装入外机炉，放在正中间，距离两侧炉壁相等，前后距离也相等，正火温度915℃，总加热时间为2.0min/mm，加热时间到后出炉；

[0069] （3）冷却：钢板正火出炉后，将钢板吊至专用冷却台架，并在一端打开双风机，打开钢板下方导热水，导热水温为21℃，保证散热效果。

[0070] 本实施例中碳钢板检测全厚度5点硬度非常均匀：上表面下2mm为193HB、上1/4为193HB、1/2为191HB、下1/4为193HB、下表面上2mm为192HB。

[0071] 以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。