一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法

【技术领域】

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法。

【背景技术】

马氏体不锈钢广泛应用于汽轮机叶片、轴承、阀口、结构件和耐磨件等对强度、硬度、弹性和耐磨性等力学性能要求较高、并具有一定耐蚀性的零部件，其中在高品质刀剪材料方面用量较大。近年来，中国刀剪企业开始进军高档市场，与国内不锈钢生产企业、研究院所和高校合作，在刀剪钢的品种开发和质量控制方面取得了显著进步，但在碳化物控制方面仍有较多不足。刀剪钢组织中存在大量未溶的M

刀剪钢的生产工艺主要包括：感应炉熔炼、LF精炼、水平连铸、电渣重熔、热轧、球化退火、冷轧、再结晶退火、淬火和回火。目前，钢中共晶碳化物的控制主要集中于凝固过程、热加工和热处理过程。改善凝固工艺、添加Nb、Ti、稀土等合金元素能够减小共晶碳化物尺寸和数量，改善碳化物形貌，却无法完全消除共晶碳化物。高温扩散退火处理、高温变形处理能够改善元素偏析、促进大尺寸碳化物溶解/分解和提高铸锭热加工性能。然而，在以VG10、154CM和440C为代表的刀剪钢中，M

M

因此，有必要研究一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法，本发明为消除刀剪钢中大尺寸M

一方面，本发明提供一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法，所述工艺方法包括：

S1：根据刀剪钢的钢种成分通过热力学计算获得M

S2：根据S1中的最低温度，对刀剪钢进行保温处理，完成碳化物的热分解。

所述S1中刀剪钢的钢种成分(wt％)为：C：0.4～1.2，Cr：12～16，Mo≤6，V≤4，W≤4，Nb≤2，S≤0.01，P≤0.03，其余为Fe的刀剪钢。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2中保温处理具体为：以获取的最低温度T进行保温，保温时长为t，取值0.5～2h。

所述S2中在保温过程中，采用涂料抗高温氧化涂料刷涂在钢坯表面，防止钢坯在保温过程中严重氧化。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

1)通过热分解处理，使得高温下难以溶解的M

2)通过热分解处理，使得原本取向单一的M

3)刀剪钢传统生产流程中，大尺寸M

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明一个实施例提供的刀剪钢平衡析出相性质图；

图2(a)～(c)为本发明一个实施例提供的刀剪钢铸锭中的大尺寸碳化物相分布和取向分布图，其中(a)扫描电镜图片，(b)碳化物相分布图，(c)碳化物取向图；

图2(d)～(f)为本发明一个实施例提供的1000℃保温1h后刀剪钢铸锭中M

图2(g)～(i)为本发明一个实施例提供的1000℃保温7h后刀剪钢铸锭中热分解后的碳化物相分布和取向分布图，其中，(a)扫描电镜图片，(b)碳化物相分布图，(c)碳化物取向图；

图3为本发明一个实施例提供的刀剪钢铸锭热分解过程中大尺寸共晶碳化物的形貌变化图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本发明提供一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法，所述工艺方法包括：

S1：根据刀剪钢的钢种成分通过热力学计算获得M

S2：根据S1中的最低温度，对刀剪钢进行保温处理，完成碳化物的热分解。所述S1中刀剪钢的钢种成分(wt％)为：C：0.4～1.2，Cr：12～16，Mo≤6，V≤4，W≤4，Nb≤2，S≤0.01，P≤0.03，其余为Fe的刀剪钢。

所述S2中保温处理具体为：以获取的最低温度T进行保温，保温时长为t；其中，t为(T-50℃)～T温度范围内，C元素充分扩散所需时间，取值0.5～2h。

所述S2中在保温过程中，采用涂料抗高温氧化涂料刷涂在钢坯表面，防止钢坯在保温过程中严重氧化。

本发明适用于处理刀剪钢，钢种成分(wt％)为：C：0.4～1.2，Cr：12～16，Mo≤6，V≤4，W≤4，Nb≤2，S≤0.01，P≤0.03，其余为Fe的刀剪钢。

所述方法包括：

S1：根据钢种具体成分，计算M

S2：S1完成后，对刀剪钢进行保温处理，以完成碳化物的热分解；

作为优选，S1完成后，可根据获得的温度T，计算(T-50℃)～T温度范围内，C元素充分扩散所需时间t，以精准预测热分解所需时间，提高生产效率，并节能减排；

作为优选，在S2中可采用涂料抗高温氧化涂料刷涂在钢坯表面，防止钢坯在保温过程中严重氧化；

S2中所述对钢坯进行保温处理，保温温度为(T-50℃)～T，保温时间为t。

实施例1：

设计刀剪钢铸锭的热处理工艺并进行热处理，具体方法如下：

(1)根据刀剪钢铸锭成分，计算出M

(2)在刀剪钢铸锭刷涂抗高温氧化涂料。

(3)对刀剪钢铸锭进行保温处理，保温温度为1000℃，保温时间为7h。

图1为刀剪钢平衡析出相性质图，可以看出，M

图2(a)～(c)为刀剪钢铸锭中的大尺寸碳化物相分布和取向分布，可以看出，刀剪钢铸锭中的大尺寸碳化物为M

图2(d)～(f)所示为1000℃保温1h后刀剪钢铸锭中M

图2(g)～(i)所示为1000℃保温7h后刀剪钢铸锭中热分解后的碳化物相分布和取向分布，可以看出，M

图3所示为刀剪钢铸锭热分解过程中大尺寸共晶碳化物的形貌变化，可以看出，铸态下均匀的M

以上对本申请实施例所提供的一种促进刀剪钢中大尺寸碳化物热分解的工艺方法及其产品，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。