铬不锈钢2_4Cr13钢坯热处理工艺研究
4Cr13模具钢材质性能及执行标准
4Cr131、4（Z13钢板简介4Cr13属于模具钢，也属于不锈钢，是高硬度及高耐磨性的一种材料。
舞阳钢厂可以生产。
2、4013钢板执行标准:GB/T1220-1992,数字代号：1.4031,对应德国牌号:×39Cr133、4013钢板交货状态：钢板以退火状态交货。
退火一般退火采用780-800度，保温4・6小时，以450度/小时，冷却到550度出炉空冷，等温退火采用700-800度保温2-4小时，然后再670-720度保温，保持2-4小时，以≤50度/小时冷速冷却到500度出炉空冷，退火硬度为241-197HB。
4、热处理规范及金相组织：热处理规范：1）退火,800〜9000缓冷或约7500快冷；2）淬火,1050〜I1OOa油冷；3）回火,200〜3000快冷。
金相组织：组织特征为马氏体型。
6、4Cr13钢板力学性能：硬度：退火,≤201HB;淬火,≥50HRC特性4Cr13特性淬火后比3013硬度高一些、耐蚀性良好。
淬火硬度一般在HRC48以上。
7、4Cr13钢板应用范围：工业方面：宜放电、磨削加工，适合做高镜面高精密注塑模具模仁模腔，热处理后有较高的硬度和韧性，也可做冲压模具配件、模板等，对接触产品表面有要求夹治具模具等;适用一般有高温防锈防腐的场景。
民用方面：可以制做餐用刀具、户外刀具。
8、4Cr13钢板应用案例4月16日，河钢舞钢斩获近一单近4000吨的4Cr13模具钢合同。
该合同的厚度规格覆盖广，从25mm到175mm：宽度达2300mm,是目前国内所生产该类钢的最大宽度。
该单合同的承接，使河钢舞钢一举挺进高端医疗装备用模具钢领域，强力支持新冠肺炎疫情防控急需医疗器械如高压氧舱、口罩机、防护服设备等的生产制造。
4Cr13模具钢也属于不锈钢，机械加工性能良好，具有较强的耐硝酸、有机酸腐蚀性，主要用于制造有较高硬度及高耐磨性要求的热油泵、阀片、阀门轴承、医疗器械、弹簧等零件。
2cr13热处理工艺
2cr13热处理工艺
1、2Cr13热处理工艺
2Cr13是一种高强度、高硬度的钢种，具有较高的抗腐蚀性和耐磨性。
它的热处理工艺是最常见的钢材热处理工艺，也是该钢材最常见的热处理工艺。
2Cr13的热处理工艺大体可分为以下几个常见的步骤：
（1）热处理前的处理：首先需要对2Cr13通过机械分级和机械抛光，使其表面光洁无毛刺，消除应力并达到最佳的热处理条件。
（2）加热：其次，2Cr13离心钢需要进行热处理，一般在1120℃～1180℃之间，将2Cr13加热到一定的温度，时间为3-8小时。
具体温度和时间的选择要根据2Cr13的碳含量和用途而定。
（4）退火：2Cr13在回火之后，要进行退火，通常在100℃左右，保持大约一小时；一般情况下，退火温度就是回火温度，并在一定时间内间断冷却或小幅冷却，防止室温罕见的大规模晶粒组织变化，并最大程度保持组织构造的稳定。
（5）淬火：2Cr13的淬火可以在室温或低温下进行，一般在50℃－450℃，具体温度根据2Cr13的用途而定，淬火时间一般为1-4小时，通过淬火可以增加其耐磨性等特性。
（6）冷却：在淬火完成后，2Cr13还需要进行冷却。
冷却方式分为急冷和缓冷两种，急冷方式主要是冷水冷却，但这种方式会使2Cr13的表面生成硬质晶界，缓冷方式则可以选择空气冷却或悬浮浴冷却。
冷却后，2Cr13可以减少残余应力。
（7）最终效果：通过2Cr13的热处理，可以增加其耐磨性，抗氧化性和抗腐蚀性，降低其易磨性，改善2Cr13的机械性能和成形性能，最终达到优良的使用性能。
总之，2Cr13的热处理是其最常见和最重要的处理工艺，虽然热处理设备较昂贵，但2Cr13的广泛应用，使其成为钢制品制造中的重要材料。
2cr13不锈钢焊接后热处理工艺
2cr13不锈钢焊接后热处理工艺
2Cr13不锈钢是一种马氏体不锈钢，焊接后需要进行热处理来
消除焊接应力和改善焊接接头的性能。
下面是2Cr13不锈钢焊接后常用的热处理工艺：
1. 焊后退火：焊接完成后，将焊接接头置于均热炉中，加热到800-900℃，保温1-2小时，然后从均热炉中取出，快速冷却
至室温。
该过程能够消除焊接应力，并使晶粒细化，提高焊缝的塑性和韧性。
2. 固溶处理：焊接接头进行完全退火后，再进行固溶处理。
将接头置于均热炉中，加热到1050-1100℃，保温1-2小时，然
后快速冷却至室温。
固溶处理能够使晶界碳化物溶解，提高材料的耐腐蚀性和机械性能。
3. 调质处理：对于一些需要较高强度和硬度的焊接接头，可以在固溶处理后进行调质处理。
将接头置于均热炉中，加热到750-800℃，保温2-4小时，然后快速冷却至室温。
调质处理
能够使马氏体再次转变为混合组织，提高材料的硬度和耐磨性。
需要注意的是，在进行热处理时，应根据具体材料和焊接接头的要求进行合理选择和控制热处理温度、时间和冷却方式，以确保焊接接头的性能得到最佳改善。
2Cr13锻件调质热处理工艺规程
600~630
6
冷却
空冷
室温
7
检查硬度
热处理工艺曲线
温度（℃）温度（℃）温度（℃）
930~970
840~860油冷600~630
（1.8～2.0）D≤6002D
≤500 炉冷≤500（15~25）+1D空冷
>100<350>60>20
退火淬火回火时间（min）
编制/日期
审核/日期
批准/日期
化学成份（%）：C0.16~0.25Si≤1.00Mn≤1.00P≤0.035S≤0.030
Cr12.00~14.00
其它：
热处理后性能要求：
机械性能：
σb≥635Mpaδ5≥20%σ0.2≥440Mpaψ≥50%AK≥78J/㎝²
硬度（HB）：240~280
其它：
工艺参数D：材料直径或厚度
工序号
工Hale Waihona Puke 内容昆山东吴阀门有限公司（2Cr13锻件调质）工艺规程
公司名称：昆山东吴阀门有限公司
热处理工艺规程编号：0502-02日期：05.02.18工艺评定纪录编号：0502-2002
修改号：日期：
热处理类型：调质处理
产品型号
零件图号
产品名称
零件名称
试件
材料：
毛坯种类：锻件
牌号：2Cr13标准号：GB1220-92
设备
装炉
温度
（℃）
加热
温度
（℃）
加热
时间
（min）
保温
时间
（min）
出炉
温度
（℃）
冷缺
介质
温度
锻造及锻后热处理工艺规范DOC.doc
目录1.钢质自由锻件加热工艺规范2.钢锭（坯）加热规范若干概念3.加热操作守则4.锻造操作守则5.锻件锻后冷却规范6.锻件锻后炉冷工艺曲线7.锻件锻后热装炉工艺曲线8.冷锻件校直前加热、校直后（补焊后）回火工艺曲线9.锻件各钢种正火（或退火）及高温回火温度表10.锻件有效截面计算方法钢质自由锻件加热工艺规范一．范围：本规范规定了钢质自由锻件的通用加热技术条件。
本规范适用于碳素钢、合金钢、高合金钢、高温合金钢（铁基、镍基）的冷、热、半热钢锭（坯）的锻造前加热二．常用钢号分组和始、终锻加热温度范围：组号钢别Q195~Q255， 10~30Ⅰ35~45，15Mn~35Mn ，15Cr~35Cr50，55，40Mn~50Mn ，35Mn2-50Mn2 ，40Cr~55Cr ，20SiMn~35SiMn ，12CrMo~50CrMo ，34CrMo1A ，30CrMnSi ， 20CrMnTi ，20MnMo ，Ⅱ12CrMoV~35CrMoV ， 20MnMoNb ， 14MnMoV~42MnMoV，38CrMoAlA ，38CrMnMo34CrNiMo~34CrNi3Mo，PCrNi1Mo~PCrNi3Mo，30Cr1Mo1V，25Cr2Ni4MoV ，22Cr2Ni4MoV ，5CrNiMo ，5CrMnMo ，37SiMn2MoV 30Cr2MoV ，40CrNiMo ，18CrNiW ，50Si2~60Si2 ，65Mn ，50CrNiW ，50CrMnMo ，60CrMnMo ，60CrMnVT7~T10 ， 9Cr，9Cr2， 9Cr2Mo ， 9Cr2V ，9CrSi ，70Cr3Mo ，Ⅲ1Cr13~4Cr13 ，86Cr2MoV ，Cr5Mo ， 17-4PH0Cr18Ni9~2Cr18Ni9 ，0Cr18Ni9Ti ， Cr17Ni2 ， F316LN50Mn18Cr4 ， 50Mn18Cr4N ， 50Mn18Cr4WN ， 18Cr18Mn18NGCr15，GCr15SiMn ， 3Cr2W8V ，CrWMo ， 4CrW2Si~6CrW2SiCr12MoV1 ， 4Cr5MoVSi(H11) ， W18Cr4VGH80， GH901， GH904 ，GH4145 ，WR26 ，ⅣNiCr20TiAl ， incone1600， incone1800始锻温度终锻温度℃℃钢锭钢坯终锻精整12501220750700 1220120075070012201200800750 12001180850800 120011808508001200 1180 850 800 1180 1160 950 900 1130 1100 930 930注 1：始锻温度为锻前加热允许最高炉温，由于钢锭的铸态初生晶粒加热时过热倾向比同钢号钢坯小，故两者的锻前加热温度相差 20℃~30℃；注 2：根据产品的特性、锻件技术条件、变形量等因素，始锻温度可以适当调整；注 3：本规范未列入的钢种，可按化学成分相近的钢号确定；注 4：重要的、关键产品的、特殊材质的钢号，其加热工艺曲线由技术部编制；注 5：几种不同的钢种，不同尺寸的钢锭（或坯料），在同一加热炉加热时，要以合金成分高的，尺寸大的钢锭（或坯料）为依据编制加热工艺曲线。
不锈钢稳定化热处理
不锈钢稳定化热处理摘要：1.不锈钢稳定化热处理的概述2.不锈钢稳定化热处理的工艺流程3.不锈钢稳定化热处理的影响因素4.不锈钢稳定化热处理后的性能与应用正文：不锈钢稳定化热处理是一种重要的金属材料处理工艺，通过这一过程，可以改善不锈钢的力学性能、耐腐蚀性能以及耐磨损性能。
本文将详细介绍不锈钢稳定化热处理的概述、工艺流程、影响因素及其性能和应用。
1.不锈钢稳定化热处理的概述不锈钢稳定化热处理，也称为固溶处理，是指在不锈钢的奥氏体转变温度以下进行的加热和冷却过程。
这一过程旨在使不锈钢中的碳、氮等元素充分溶解到奥氏体中，从而形成稳定的奥氏体组织，提高不锈钢的性能。
2.不锈钢稳定化热处理的工艺流程不锈钢稳定化热处理的工艺流程主要包括预热、保温、冷却和时效等步骤。
预热是为了防止不锈钢在高温下受到氧化或其他有害影响；保温是在预热后的适当温度下保持一段时间，使碳、氮等元素充分溶解；冷却则是将保温后的不锈钢迅速冷却至室温；时效是在冷却后的一定时间内，使不锈钢的性能得到进一步的改善。
3.不锈钢稳定化热处理的影响因素不锈钢稳定化热处理的影响因素主要包括加热温度、保温时间、冷却速度和时效过程等。
其中，加热温度应根据不锈钢的成分和性能要求来选择；保温时间过长或过短都会影响不锈钢的性能；冷却速度要迅速，以防止过热和产生变形；时效过程则根据不锈钢的具体要求来确定。
4.不锈钢稳定化热处理后的性能与应用经过稳定化热处理的不锈钢具有优良的力学性能、耐腐蚀性能和耐磨损性能。
在众多领域中，不锈钢稳定化热处理后的产品都有广泛的应用，如航空航天、化工、石油、医疗等。
此外，不锈钢稳定化热处理还可以提高不锈钢的耐磨性、耐蚀性和疲劳强度，进一步拓宽了不锈钢的应用范围。
4Cr13不锈钢热处理后组织及耐蚀性能研究
２０１６年．第 ６期
随着 回火温 度 的上 升 组织 中碳 化 物 的析 出 量不 断增 加 。 在 回 火温 度 为３／）（）℃ 时 ，即 图 ３（ｂＩ）（ｃ１）（ｄ１），其 组 织 为 条状
的 回 火 马 氏体 。此 凹火 温 度 下 发 生 的 组 织 变 化 是 马 氏 体 分 解 ， 过 饱 和 固 溶 的碳 原 子 以 ｅ一碳 化 物 主 要 是 Ｆｅ 。Ｃ 的 形 式 从 马 氏体 中析 出 呈 弥散 分 布 。此 温 度 下 还 发 生 淬 火 处 理 后 的 残 余 奥 氏体 向马 氏体转 变 ，然 后 马 氏体 再分 解成 为 回 火马 氏体 。
１０５０℃淬 火 时经 回 火温 度 的上 升 硬 度 变 低 ，其 原 因是 ３０（）℃ 时
为 凹 火 马 氏体 ，４（Ｊ（）℃ 时 为 回 火 屈 氏体 ，５００℃ 时 为 回火 索 氏
体 ． 随 着 回 火温 度 的升 高 ，硬 度 和 强 度 以 及 耐 磨 性 会 大致 呈下
降趋 势 ，但 是 塑 性 和 韧 性 在 提 高 ，尤 其 是 回 火 屈 氏体 有 着很 高
（或 渗碳 体 ）溶 解 碳 进 入 奥 氏体 量 过 多 ，马 氏 体 转 变 温 度 过 分
下 降 ，会 使 该 转 变 不 够 充 分 就 会 残 留 一 部 分 未 转 变 的 奥 氏体 ，
由于 残 余奥 氏体 数 量增 加 ，反 而 使钢 的硬 度 有所 下 降 。
由图 ５所 示 ，同一 淬 火 温 度下 随 回 火温 度 上 升硬 度 变 低 。 如
４所 示 ，淬 火后 的 试样 硬 度 高 ，但 根 据 其 金相 分 析 其 微观 组 织 稳
定性 差 ，所 以要 进行 回火 处理 。９５（）℃ 淬火 后 的 试样 硬度 最 大 ，
4Cr13不锈钢
4Cr13热处理规范：1)退火,800～900℃缓冷或约750℃快冷;2)淬火,1050～1100℃油冷;3)回火,200～300℃快冷。
4Cr13金相组织：组织特征为马氏体型。
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锰 Mn：≤0.80
硫 S ：≤0.030
磷 P ：≤0.035
铬 Cr：12.00～14.00
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碳 C ：0.36～0.45
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4Cr13硬度 ：退火,,≤201HB,压痕直径3.9～4.3mm;淬火,≥50HV
钢材以退火状态交货。锻造：油淬冷作模具钢有一些裂纹敏感性，锻造加热时不宜迅速加热，最好在650-750度进行一次预热，锻造加热温度为1130-1150度，终锻温度应大于800-850度，钢锭锻造时取上限温度。坯料锻造时取下限温度
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收稿日期:2003-02-29
作者简介:曹志海,男,1990年毕业于东北大学,毕业后从事于轧钢专业技术工作。
铬不锈钢2-4Cr13钢坯热处理工艺研究
曹志海,白广成,董贵文
(北满特殊钢集团有限责任公司 黑龙江齐齐哈尔 161041)
摘 要:通过热处理试验研究,制定最佳铬不锈钢2-4Cr13钢坯高温回火工艺,避免了钢坯表面硬化裂纹的产生,缩短了热处理周期。
关键词:铬不锈钢钢坯;热处理;工艺研究
中图分类号:TG 156 文献标识码:B 文章编号:1003-0514(2003)02-0015-02
Study on the heat treatment process of Cr
stainless steel 2-4Cr 13billet
C AO Zhi -hai ,BAI G uang -cheng ,DONG G ui -wen (Beiman S pecial S teel C orporation ,Qiqihaer 161041,China )
Abstract :The optimum billet high temperature tempering process of Cr stainless steel 2-4Cr13has been made through the heat treatment trial study ,the hardened cracks on the surface of billets are av oided and the heat treatment cycles are re 2duced.
K ey w ords :Cr stainless steel billet ;heat treatment ;process study
0 前言
2-4Cr13马氏体不锈耐热钢轧后空冷坯表面由于热应力的作用易产生硬化裂纹。
传统工艺中规定该类钢坯在表面砂轮清理前必须进行不完全退火,升
温速度≤100℃Πh ,在880℃温度下保温24h 后,炉冷到650℃然后空冷。
但钢坯退火处理周期长,随着产量的增加造成钢坯退火能力不足。
因此试图找到一个最佳的热处理制度,使其既能缩短热处理周期降低能源消耗,延长炉子的使用寿命,改善工人的劳动强度和劳动环境,还能解决不同热处理组别组合一组进行热处理的工艺制度。
1 试验方法
1)在试验室测试3Cr13钢的回火动力学曲线和
回火性能曲线及保温后不同的冷却速度对硬度的影响,为确定钢坯热处理参数提供依据。
2)生产过程中取轧后90方坯试样进行回火工艺对比试验,分析不同的回火制度处理后钢坯的组织和
硬度。
3)检查钢坯表面状态。
2 试验结果和分析
211 试验室回火工艺参数确定依据21111 热处理温度
从3Cr13钢的回火动力学曲线(图1)和回火性能
曲线(图2)看出,在同一保温时间下,回火温度越高H B 值降低的越快,回火索氏体组织也越稳定。
但回
火温度的高低应以质量、效益及能够和其它钢的热处理组合综合考虑来确定。
因此选定回火温度试验范围为660℃～720℃。
21112 保温时间从图2曲线上可以看出,3Cr13钢在115h 内H B 值降低的最快。
当保温时间超过115h 后H B 值降低速度趋缓。
因此,在生产中保温时间不宜太长,应以获得稳定的回火索氏体组织为宜,对热处理最佳保温时间应通过生产实践来验证。
5
1 第2期 铬不锈钢2-4Cr13钢坯热处理工艺研究
21113 回火冷却方式
由图3可以看出,回火保温后试样的组织和硬度值主要取决于回火温度和保温时间,与冷却速度关系不大。
880℃保温后试样硬度猛增,组织为索氏体+马氏体,说明温度已超过了3Cr13的Ac l 点,微量出现了奥氏体,冷却时重新形成了马氏体的缘故(见图2)。
图1 3Cr13
钢回火动力学曲线
图2 3Cr13
钢回火性能曲线
图3 3Cr13钢保温后冷速对H B 值的影响
212 轧后90方坯试样的组织、H B 值21211 轧后空冷的组织和硬度
型钢轧机轧制后的2-4Cr13钢90方坯终轧温
度在1100℃左右。
因该钢种过冷奥氏体很稳定,轧后空冷样组织为片状马氏体,H B 值在510℃～580℃范围,较高。
31212 回火处理后的组织和硬度
冷轧后的90方坯试样随其钢坯热送到抽底式退火炉进行回火处理。
试验工艺见图4。
经过多次生产试验,调整回火温度和保温时间,综合考虑到钢坯回火的质量,既要满足工艺要求又要降低能源消耗、降低工艺成本,最终优选出700℃保温13h 后拉炉空冷(见图5)。
该工艺处理的钢坯获得回火索氏体,碳化物已经球化,H B 值在168～182之间。
图4 试验工艺曲线
图5 优选最佳回火工艺
213 钢坯表面状态
1)轧后空冷的钢坯表面因其金相组织为片状马
氏体,非常容易产生硬化裂纹缺陷。
电子显微镜下发现该类型马氏体组织存在大量微细裂纹,而且奥氏体晶粒越粗大,淬成马氏体后的显微裂纹越多,这种显微裂纹在热应力和组织应力的作用下发展成宏观硬化裂纹。
2)轧后回火处理的钢坯获得回火索氏体型组织,具有良好的综合性能,钢坯表面不产生硬化裂纹缺
陷,大量减少了修磨量和表面不合格品。
3 结语
铬不锈钢2-4Cr13钢坯采用700℃×13h 空冷回火热处理可获得综合机械性能良好的回火索氏体组织,碳化物已经球化,避免了钢坯表面产生硬化裂纹缺陷,大量减少钢坯的表面不合格品。
高温回火热处理工艺比一般退火工艺缩短45%的热处理周期,降低能源消耗,经济效益十分可观。
参考文献
1 孙宝珍等.合金钢手册.冶金工业出版社
2 王健安等.金属学与热处理.机械工业出版社
6
1冶金标准化与质量 第41卷 。