本發(fā)明涉及一種合金鋼內(nèi)部晶粒的細(xì)化工藝，尤其涉及一種直徑或厚度大于400mm的合金鋼鍛件，通過微量變形并配以熱處理從而獲得內(nèi)部晶粒細(xì)化的工藝，屬于金屬工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
業(yè)內(nèi)周知，金屬一定體積內(nèi)所形成的晶核數(shù)目越多，則結(jié)晶后的晶粒就越細(xì)小，金屬的機(jī)械性能也就越好。在現(xiàn)有實(shí)際生產(chǎn)中，為了獲得金屬內(nèi)部的細(xì)晶粒組織，通常采用以下三種方法：1、在鋼中加入合金元素細(xì)化晶粒，這種方法會(huì)增加金屬材料的制造成本，而且合金元素比較稀缺，如釩（V）、鈦（Ti）、硼（B）、鈮（Nb）等；2、增加鍛造（壓縮）比細(xì)化晶粒，這種方法使原本一到兩個(gè)火次就能形成產(chǎn)品的加工工藝，轉(zhuǎn)而需要二到四個(gè)火次才能形成產(chǎn)成品，使能耗大大增加，鍛造費(fèi)用大幅提高，且燒損量成倍上升；3、通過熱處理細(xì)化晶粒，這種方法對(duì)于大規(guī)格鍛件來說，要經(jīng)過一到三次正火，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，才能達(dá)到要求，其不但能耗高，且會(huì)導(dǎo)致鍛件表面晶粒增大，降低其抗疲勞強(qiáng)度。綜上三種方法無論采取哪一種，最終都要經(jīng)過熱處理，因而使這一傳統(tǒng)工藝路線，工序多且復(fù)雜，成本亦很高，同時(shí)又不可避免造成鍛件表面晶粒增大，且當(dāng)鍛件規(guī)格較大時(shí)，心部加熱需要很長(zhǎng)時(shí)間，待心部達(dá)到要求溫度時(shí)，還需保溫一段時(shí)間，否則鋼內(nèi)部加入的合金元素不能充分溶解彌散到奧氏體中，不但合金元素起不到應(yīng)有的作用，而且會(huì)導(dǎo)致鍛件表面因加熱時(shí)間過長(zhǎng)而晶粒粗大，這樣的后果對(duì)于鍛件的機(jī)械性能來說，是極為不利的，它會(huì)嚴(yán)重影響鍛件的抗疲勞性能，但又無法避免，疲勞裂紋源往往在表面出現(xiàn)且逐漸擴(kuò)展，擴(kuò)展到一定程度即發(fā)生斷裂，嚴(yán)重地影響到金屬鍛件的質(zhì)量。因此，現(xiàn)有細(xì)化金屬內(nèi)部晶粒的方法，存在明顯的技術(shù)不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)金屬現(xiàn)有細(xì)化晶粒工藝的技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種大規(guī)格合金鋼鍛件微變形熱處理晶粒細(xì)化工藝，它通過快速鍛造加調(diào)質(zhì)處理實(shí)現(xiàn)合金鋼內(nèi)部晶粒的細(xì)化，同時(shí)省去調(diào)質(zhì)前的正火工序，不但使產(chǎn)品質(zhì)量提高，且大幅度降低鍛件制造成本。
本發(fā)明的工藝流程是：
a、將留有一定加工余量的大規(guī)格合金鋼鍛件裝入熱處理爐中加熱，加熱溫度升至奧氏體形成溫度；
b、保溫一段時(shí)間使合金鋼鍛件完全奧氏體化后取出；
c、將步驟2中取出的合金鋼鍛件進(jìn)行表面微變形快速鍛造，鍛造時(shí)間4～5分鐘、單邊鍛壓變形量5～8mm；
d、合金鋼鍛件表面溫度控制在770-790℃進(jìn)行淬火，淬火后高溫回火。
本發(fā)明將大規(guī)格合金鋼鍛件加熱后，不經(jīng)過淬火前的預(yù)冷而直接進(jìn)行快速表面微變形鍛造，并在相變前進(jìn)行淬火，淬火后高溫回火，從而獲得大直徑合金鋼鍛件內(nèi)部晶粒組織的細(xì)化，其不但省去調(diào)質(zhì)前的正火工序，且產(chǎn)品質(zhì)量提高，鍛件制造成本下降。
具體實(shí)施方式
以下通過三實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明：
實(shí)施例一：45Cr鋼
加熱溫度850-860℃，取出快速鍛造，鍛造時(shí)間控制在4～5分鐘之內(nèi)，表面變形量5-8mm,表面溫度控制在770-790℃進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)為：水淬油冷，淬火后高溫回火，回火溫度根據(jù)機(jī)械性能要求，通?？刂圃冢担埃埃叮福啊嬷g，回火時(shí)間按照鍛件最大厚度處，0.3-0.5mm/min計(jì)算。
實(shí)施例二，4340(40CrNiMo)鋼
加熱溫度850-860℃，取出快速鍛造，鍛造時(shí)間控制在4～5分鐘之內(nèi)，表面變形量5-8mm,表面溫度控制在770-790℃進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)為：水淬油冷，淬火后高溫回火，回火溫度根據(jù)機(jī)械性能要求，通?？刂圃?00-680℃之間，回火時(shí)間按照鍛件最大厚度處，0.3-0.5mm/min計(jì)算。
實(shí)施例三，42CrMo鋼
加熱溫度850-860℃，取出快速鍛造，鍛造時(shí)間控制在4～5分鐘之內(nèi)，表面變形量5-8mm,表面溫度控制在770-790℃進(jìn)行淬火，淬火介質(zhì)為：水淬油冷，淬火后高溫回火，回火溫度根據(jù)機(jī)械性能要求，通?？刂圃冢担埃埃叮福啊嬷g，回火時(shí)間按照鍛件最大厚度處，0.3-0.5mm/min計(jì)算。
上述三種合金鋼經(jīng)微變形熱處理后其晶粒度可提高到七級(jí)以上，抗拉強(qiáng)度、屈服極限、延伸率、收縮率和沖擊值，均較現(xiàn)有金屬細(xì)化晶粒方法獲得的合金鋼有大幅提升。