大规格2Cr13空心管的热处理工艺的制作方法

大规格2cr13空心管的热处理工艺
技术领域
1.本发明属于金属材料热处理技术领域，特别涉及一种大规格2cr13空心管的热处理工艺。


背景技术：

2.2cr13钢号是一种马氏体型不锈钢，其淬火效果较好，在高温奥氏体状态下空冷即可获得马氏体组织，在对2cr13材料进行热处理时，为避免淬火应力过大导致工件开裂，在淬火冷却时采用的是淬火油，但是对于2cr13材料，外圆直径≥350mm，内孔直径≤250mm，长度＞3米的空心管采用油淬火时，会出现淬火冷却不均匀，因淬火热气压空心管内孔向外喷油导致着火现象，淬火过程排放出大量油烟造成环境污染等问题，不仅影响产品质量，而且不符合国家环保要求，因此，需一种新型大规格2cr13空心管的热处理工艺，来有效地解决采用油淬火时存在的各种问题，保证生产的2cr13大规格空心管整体冷却均匀性。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种大规格2cr13空心管的热处理工艺，解决大规格2cr13空心管淬火冷却不均匀、淬火冷却时着火风险及环境污染问题。
4.为达上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种大规格2cr13空心管的热处理工艺，按照如下步骤进行：
6.步骤1)、淬火：入炉时加热炉炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h～100℃/h的升温速度升温至600℃～700℃，进行保温1h～5h，随后以≤100℃/h的升温速度升温至980℃～1065℃，进行保温3h～10h，随后出炉淬火冷却，执行完步骤1)将空心管装入加热炉，执行高温回火；
7.步骤2)、高温回火：炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h～100℃/h升温速度升温至680℃～780℃，进行保温5h～20h，然后随炉缓冷至工件表面温度至500℃～650℃出炉空冷，空冷至室温；执行完步骤2)将空心管装入加热炉，执行低温回火；
8.步骤3)、低温回火：炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h～100℃/h升温速度升温至650℃～750℃，进行保温5h～20h，然后出炉空冷至室温。
9.在步骤1)中，随后出炉淬火冷却的具体步骤如下：
10.步骤1.1)、预冷20s～80s；
11.步骤1.2)、用浓度为8％～10％，液温在20℃～50℃的水基液冷却5min～20min；
12.步骤1.3)、空冷20s～80s；
13.步骤1.4)、水基液冷却2min～15min；
14.步骤1.5)、空冷20s～80s，
15.步骤1.6)、水基液冷却2min～15min。
16.本发明工艺与现有技术相比，具有下述优点：
17.1、水基液淬火冷却效果优于淬火油，因此能够保证淬火时工件整体冷却的均匀性；
18.2、采用水基液淬火冷却的2cr13空心管力学性能高于采用油淬火的2cr13空心管；
19.3、避免2cr13空心管采用油淬火时因热气压向外喷油导致着火风险；
20.4、避免2cr13空心管采用油淬火时排放出大量油烟造成环境污染现象。
具体实施方式
21.实施例1：一种大规格2cr13空心管的热处理工艺，按照如下步骤进行：
22.钢种：2cr13
23.化学成分：c＝0.2％，si＝0.42％，mn＝0.59％，cr＝12.79％，ni＝0.21％，s＝0.002％，p＝0.015％，mo＝0.34％
24.规格：φ450mm*φ250mm*4620
25.热处理工艺如下：
26.步骤1)、淬火：采用井式加热炉生产，入炉时加热炉炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h～100℃/h的升温速度升温至600℃～650℃，进行保温1h～2h，随后以≤90℃/h的升温速度升温至980℃～990℃，进行保温3h～5h，随后出炉淬火冷却，冷却步骤为：1、预冷50s～60s，2、用浓度为9.3％～9.5％，液温在35℃～40℃的水基液冷却15min～16min；3、空冷30s～40s，4水基液冷却5min～6min，5、空冷30s～40s，6、水基液冷却5min～6min；
27.步骤2)、待步骤1)执行后，将空心管装入井式加热炉，执行高温回火：炉温控制在≤450℃，以≤80℃/h升温速度升温至750℃～760℃，进行保温5h～8h，然后随炉缓冷至工件表面温度至500℃～650℃出炉空冷，空冷至室温；
28.步骤3)、待步骤2)执行后，将空心管装入井式加热炉，执行低温回火：炉温控制在≤450℃，以≤80℃/h升温速度升温至720℃～730℃，进行保温5h～8h，然后出炉空冷至室温。
29.表1检测结果
[0030][0031]
通过本发明的大规格2cr13空心管的热处理工艺生产后，力学性能合格，满足客户技术要求。
[0032]
实施例2：一种大规格2cr13空心管的热处理工艺，
[0033]
钢种：2cr13
[0034]
化学成分：c＝0.23％，si＝0.37％，mn＝0.59％，cr＝12.82％，ni＝0.21％，s＝0.003％，p＝0.014％，mo＝0.35％
[0035]
规格：φ450mm*φ250mm*4620
[0036]
热处理工艺如下：
[0037]
步骤1)、淬火：采用井式加热炉生产，入炉时加热炉炉温控制在≤450℃，以≤90℃/h的升温速度升温至630℃～650℃，进行保温1h～2h，随后以≤90℃/h的升温速度升温至980℃～990℃，进行保温3h～5h，随后出炉淬火冷却，冷却步骤为：1、预冷40s～60s，2、用浓度为9.0％～9.5％，液温在35℃～40℃的水基液冷却14min～16min；3、空冷30s～50s，4水基液冷却4min～6min，5、空冷30s～50s，6、水基液冷却4min～6min；
[0038]
步骤2)、待步骤1)执行后，将空心管装入井式加热炉，执行高温回火：炉温控制在≤450℃，以≤80℃/h升温速度升温至755℃～760℃，进行保温5h～8h，然后随炉缓冷至工件表面温度至500℃～650℃出炉空冷，空冷至室温；
[0039]
步骤3)、待步骤2)执行后，将空心管装入井式加热炉，执行低温回火：炉温控制在≤450℃，以≤80℃/h升温速度升温至725℃～730℃，进行保温5h～8h，然后出炉空冷至室温。
[0040]
表2检测结果
[0041][0042][0043]
通过本发明一种新型大规格2cr13空心管的热处理工艺生产后，力学性能合格，满足客户技术要求。


技术特征：
1.一种大规格2cr13空心管的热处理工艺，其特征在于：按照如下步骤进行：步骤1）、淬火：入炉时加热炉炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h~100℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，进行保温1h~5h，随后以≤100℃/h的升温速度升温至980℃~1065℃，进行保温3h~10h，随后出炉淬火冷却，执行完步骤1）将空心管装入加热炉，执行高温回火；步骤2）、高温回火：炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至680℃~780℃，进行保温5h~20h， 然后随炉缓冷至工件表面温度至500℃~650℃出炉空冷，空冷至室温；执行完步骤2）将空心管装入加热炉，执行低温回火；步骤3）、低温回火：炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至650℃~750℃，进行保温5h~20h， 然后出炉空冷至室温。2.根据权利要求1所述的一种大规格2cr13空心管的热处理工艺，其特征在于：在步骤1）中，随后出炉淬火冷却的具体步骤如下：步骤1.1）、预冷20s~80s；步骤1.2）、用浓度为8%~10%，液温在20℃~50℃的水基液冷却5min~20min；步骤1.3）、空冷20s~80s；步骤1.4）、水基液冷却2min~15min；步骤1.5）、空冷20s~80s，步骤1.6）、水基液冷却2min~15min。

技术总结
本发明涉及一种大规格2Cr13空心管的热处理工艺，按照如下步骤进行：淬火：入炉时加热炉炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h~100℃/h的升温速度升温至600℃~700℃，进行保温1h~5h，以≤100℃/h的升温速度升温至980℃~1065℃，进行保温3h~10h，出炉淬火冷却；高温回火：炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至680℃~780℃，进行保温5h~20h，随炉缓冷至工件表面温度至500℃~650℃出炉空冷，空冷至室温；低温回火：炉温控制在≤450℃，以≤50℃/h~100℃/h升温速度升温至650℃~750℃，进行保温5h~20h，出炉空冷至室温,能保证淬火时工件整体冷却均匀性；避免2Cr13空心管油淬火时因热气压向外喷油导致着火风险，避免2Cr13空心管采用油淬火时排放出大量油烟造成环境污染。管采用油淬火时排放出大量油烟造成环境污染。


技术研发人员：周鹏 雷冲 王雪松 张巧换 李占华 李玉标 马姣 史玉丽
受保护的技术使用者：河南中原特钢装备制造有限公司
技术研发日：2021.10.26
技术公布日：2022/2/6