(19)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 202210630360.4 (22)申请日 2022.06.06 (71)申请人 武汉科技大 学 地址 430081 湖北省武汉市青山区和平大 道947号 (72)发明人 丁文红　鲁小轩　臧之祺　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 程力 (51)Int.Cl. C21D 1/18(2006.01) C21D 9/00(2006.01) C21D 9/52(2006.01) G06F 30/23(2020.01) (54)发明名称 基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余 应力控制方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于冷速控制的本征应 变重构及淬火残余应力控制方法， 在材料或零件 相变过程， 通过改变冷却速率重构相变过程所产 生的相变塑性应变， 进而降低淬火残余应力。 本 方法能够降低残余应力， 得到高强韧性的材料或 零件。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 115216591 A 2022.10.21 CN 115216591 A 1.一种基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 其特征在于： 在材料 或零件相 变过程， 通过改变冷却速率重构相变过程所产生的相变塑性应变， 进而降低淬火 残余应力。 2.如权利要求1所述的基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 其特 征在于： 根据材料或零件芯部开始相变的时间点t1和芯部相变完成的时间点t2将淬火的连 续冷却过程划分为三个阶段， 即控制冷却阶段、 快速冷却阶段和自由冷却阶段， 通过限制控 制冷却阶段的冷速以及加快 快速冷却阶段的冷速获得合理的淬火残余应力。 3.如权利要求2所述的基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 其特 征在于： 根据材料或零件的动态CCT曲线、 换热系数、 导热系数、 热膨胀系数以及弹性模量， 采用有限元分析计算材 料或零件芯部开始相变的时间t1及芯部相变结束时间t2。 4.如权利要求2所述的基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 其特 征在于： 控制冷却阶段的冷速为： 材料或零件对应组织转变的最低临界冷速， 或略大于最低 临界冷速， 使芯部相变开始前表面相变的完成率低于20％ ‑70％。 5.如权利要求2所述的基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 其特 征在于： 快速 冷却阶段的冷速为： 大于限制冷却阶段的最低临界冷速， 小于对应组织转变的 最大临界冷速， 以控制芯部的组织结构， 保证材 料或零件组织的一 致性。 6.如权利要求1所述的基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 其特 征在于： 适用于热轧中厚板、 热轧带钢以及大 型铸锻件的淬火过程。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115216591 A 2基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方 法 技术领域 [0001]本发明涉及金属材料的淬火残余应力控制方法， 具体涉及一种基于冷速控制的本 征应变重构及淬火残余应力控制方法。 背景技术 [0002]随着工程机械的发展， 其钢材强度等级越来越高， 不断向高强、 高韧方向发展， 700、 800、 1000、 1300MPa及以上多个级别的工程机械用钢不断推向市场。 从材料的强化机理 看， 为了降低材料成本， 保证其焊接性能， 多数工程机械用钢采用低合金含量成分体系， 通 过控制轧制、 快速冷却， 细化晶粒、 控制析出以提高材料的强韧性。 在快速冷却过程中， 温度 应力与组织相变交互作用， 在材料内引入高幅值的残余应力， 使材料制备过程中的平直度 问题以及材料使用过程中残余应力释放所导致的畸变， 成为制约基础材料发展的共性瓶颈 问题。 [0003]但是， 在残余应力研究以及应用领域， 现有技术主要集中于残余应力表征、 有限元 计算领域， 通过控制淬火过程的膜沸腾 区、 更换冷却介质等手段改善材料表面与冷却介质 间的冷却均匀性， 进而改善淬火残余应力。 由于上述技术， 均无法从根本上改变淬火相变过 程中材料内的不均匀变形， 因此， 无法真正控制淬火过程相变残余应力的产生， 导致淬火残 余应力始终是制约国内、 国外材料制造行业以及机械加工行业产品质量提升的关键技术瓶 颈。 发明内容 [0004]本发明的目的是提供一种基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方 法， 能够降低残余应力， 得到高强韧性的材 料或零件。 [0005]本发明所采用的技 术方案是： [0006]一种基于冷速控制的本征应变重构及淬火残余应力控制方法， 在材料或零件相变 过程， 通过改变冷却速率重构相变过程所产生的相变塑性应 变， 进而降低淬火残余应力。 [0007]进一步地， 根据材料或零件芯部开始相变的时间点t1和芯部相变完成的时间点t2 将淬火的连续冷却过程划分为三个阶段， 即控制冷却阶段、 快速冷却阶段和自由冷却阶段， 通过限制控制冷却阶段的冷速以及加快 快速冷却阶段的冷速获得合理的淬火残余应力。 [0008]进一步地， 根据材料或零件的动态CCT曲线、 换热系数、 导热系数、 热膨胀系数以及 弹性模量， 采用有限元分析计算材 料或零件芯部开始相变的时间t1及芯部相变结束时间t2。 [0009]进一步地， 控制冷却阶段的冷速为： 材料或零件对应 组织转变的最低临界冷速， 或 略大于最低临界冷速， 使芯部相变开始前表面相变的完成率低于20％ ‑70％。 [0010]进一步地， 快速冷却阶段的冷速为： 大于限制冷却阶段的最低临界冷速， 小于对应 组织转变的最大临界冷速， 以控制芯部的组织结构， 保证材 料或零件组织的一 致性。 [0011]进一步地， 本方法适用于热轧中厚板、 热轧带钢以及大 型铸锻件的淬火过程。 [0012]本发明的有益效果是：说　明　书 1/3 页 3 CN 115216591 A 3