【CN109735795A】一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910177209.8

(22)申请日 2019.03.08

(71)申请人 东北大学

地址 110169 辽宁省沈阳市浑南区创新路

195号

(72)发明人 王斌　王昊杰　何燕萍　田勇　

贾涛　王丙兴　王昭东　

(74)专利代理机构 北京易捷胜知识产权代理事

务所(普通合伙) 11613

代理人 齐胜杰

(51)Int.Cl.

C23C 8/22(2006.01)

C21D 1/18(2006.01)

C21D 1/773(2006.01)

C21D 6/04(2006.01)

C22C 38/02(2006.01)C22C 38/04(2006.01)C22C 38/44(2006.01)C22C 38/46(2006.01)C22C 38/48(2006.01)C22C 38/42(2006.01)

(54)发明名称一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法(57)摘要本发明涉及一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法，处理方法包括下列步骤：高温预处理→低压真空渗碳→淬火→冰冷处理→中温回火，上述步骤可重复开展。真空渗碳工艺过程基于饱和值调整法的多段脉冲原理，渗碳介质采用乙炔气体，根据碳通量、扩散系数和饱和碳浓度的计算进行强渗和扩散循环周期3～30次，渗碳温度800～1050℃，渗碳压力100～2000Pa。本发明的方法清洁环保，可实现无晶间氧化和对渗层深度的精确控制，满足在低误差范围内的重现性以及表面碳浓度的可选性，并且适用于细孔、

盲孔等复杂结构。权利要求书1页 说明书6页 附图3页CN 109735795 A 2019.05.10

C N 109735795

A

权　利　要　求　书1/1页CN 109735795 A

1.一种16Cr3NiWMoVNbE材料低压真空渗碳热处理方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1、高温预处理：采用高温回火或退火工艺对16Cr3NiWMoVNbE材料的试样进行处理，回火或退火温度在600～700℃，时间为2～5h；

S2、低压真空渗碳：渗碳过程包括进料并抽真空、阶段升温、脉冲渗碳三个阶段；

S3、淬火：渗碳结束后，出炉进行真空油淬；

S4、深冷处理:待渗碳淬火后，钢的温度降到室温后进行深冷处理；

S5、中温回火：冷处理后进行中温回火。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，渗碳具体包括：

S201、抽真空：将所述试样表面进行清洗，去除油渍污物，进料后炉膛抽真空，绝对压力为5～30Pa；S202、阶段升温：试样随炉分阶段进行升温和保温过程，最终使渗碳温度达到800～1050℃；S203、脉冲渗碳：设定强渗浓度值U高、扩散浓度值U低、脉冲周期和时间的工艺控制条件。

3.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S203按如下操作：向炉膛内充入高纯乙炔气体，调节至稳定压力100～2000Pa，当试样表面碳浓度升高至U高＝1.2％～1.8％时，进入扩散脉冲，充入氮气，调节炉内气压至20～300Pa，直至表面碳浓度降低至U低＝0.8％～1.4％时，充入乙炔，执行下一个渗碳脉冲，循环周期3～30次，以渗层中的碳浓度达到工艺预期为准。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述真空油淬的淬火温度750～950℃，保温0.5～2小时，淬火介质采用真空淬火油，满足60～90℃/s的冷速要求。

5.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述深冷处理的温度为-50～-90℃，时间为2～5h。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述深冷处理的装备为深冷箱。

7.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述中温回火的回火温度为150～450℃，保温时间为2～8h。

8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述16Cr3NiWMoVNbE材料的化学成分按质量分数计为：C 0.1～0.2％,Si 0.2～2.0％,Mn 0.2～1.0％,Cr 2.0～3.0％,Ni 1.0～2.0％,W 1.0～1.5％,Mo 0.2～0.8％,V 0.3～0.6％,Nb 0.1～0.2％,P≤0.015％,S≤0.01％,Cu≤0.02％，余量为铁。

9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，重复步骤S1-S5中任一步骤或多个步骤。

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