本发明属于合金钢材加工技术领域，具体涉及一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法。
背景技术：
40cr合金结构圆钢是一种用途广泛的钢种，随着机械制造行业的快速发展，其需求量日益增加，广泛应用于制作重要用途的调质零件，如交变负荷下工作的零件、中等转速和中等负荷的零件、表面淬火后作负荷及耐磨性要求较高而无很大冲击的工件，如齿轮、套筒、曲轴等；由于这些零件加工制作工艺复杂，且一般都为机械设备的重要部位，往往需要承受多种载荷的综合作用，因此对钢材有特殊质量要求。
现有技术中，在满足钢材高强度等性能要求的同时，往往会导致其原料钢材的塑韧性不够，因此为了使得具有高强度的钢材能够顺利加工成型为各种零部件，通常需要在进行冷加工等成型加工之前进行一定的退火工艺以提高钢材的加工性能，而在加工成型之后再通过一定的热处理工艺提高钢材的强度。例如常规的使用高强钢制备零部件的工艺方法是：经过冶炼得到符合成分要求的钢材→热轧加工→球化退火→冷加工→高温淬火→回火→产品。然而无论是冷加工前的退火还是冷加工后的淬火 回火的热处理，都既浪费了能源，又延长了生产周期、降低了生产率，特别是冷加工前的退火，由于退火后会造成表面氧化，还必须要进一步实施酸洗除去氧化膜的工艺以及在表面覆盖润滑膜等，这些显然都与现代化社会对于钢铁领域的要求越发不相适应，亟待作出改进。本发明旨在提供一种钢材的热加工工艺，提升钢材的塑韧性，从而使得钢材能够顺利加工成型为各种零部件。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵以及葡萄糖与油胺的质量体积比为20-25mg:6-9mg:30-35mg:90-100mg:20-35ml，将称取的乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵和葡萄糖加入到容器中，加入适量的油胺，以300-400w超声处理30-40min形成均匀的混合溶液，将其转移至反应釜中，密封后加热至160-180℃，保持20-24h，自然冷却至室温后，将得到的产物用体积比为8-9:1-2组成的乙醇/环己烷混合液反复洗涤，在70-80℃下干燥6-8h，得到链状合金纳米颗粒；本发明中，采用乙酰丙酮镍和乙酰丙酮铂作为镍源和铂源，通过溶剂热法合成包含超细纳米线主干和纳米线串连的纳米颗粒组成的链状结构的合金纳米颗颗粒，形成的链状合金纳米颗粒具有零维纳米颗粒高的比表面积和一维纳米线高的结构稳定性优势，使得链状合金纳米颗粒之间易形成堆叠交错，在合金钢板基体中起到承载作用，可以有效的传递载荷，当基体材料受到外力作用时会产生位错，而由于链状合金纳米颗粒之间的堆叠交错，使得晶粒中的滑移带终止在链状合金纳米颗粒附近，会产生大量的位错塞积，从而产生位错强化，从而使得基体材料的塑韧性得到提升；
2）按照摩尔比为1:2:7-10称取氧化铅、氧化铋和氧化钛，在无水乙醇介质下以球料比为5-8:1球磨混合10-13h后烘干，将烘干后的混合物料中加入等质量的氯化钾，在无水乙醇介质下以150-200r/min搅拌3-5h后放入真空干燥箱中烘干，然后置于氧化铝坩埚中加盖，放入马弗炉中，控制升降温速率均为2-4℃/min，在1000-1100℃下保温3-6h，降温至室温后，将产物用去离子水反复洗涤过滤，直至用硝酸银试剂检测滤液未检测出铝离子为止，烘干后得到片状前驱体粉体；本发明中，采用氧化铅、氧化铋和氧化钛作为原料，通过熔盐法制得片状结构的粉体，将形成的片状结构的粉体作为模板引入到合金钢板基体中，可以引导钢板基体中的晶粒定向成长，使得晶粒沿着片层生长，从而使得沿着片层厚度方向的晶界密度增加，使得晶界处裂纹的形核与扩展受到抑制，从而使得钢板基体的韧性得到提升；
3）按照钇离子与锆离子的摩尔比为1:10-15配制硝酸盐溶液，和氨水分别与环己烷、np-5、op-10按环己烷与np-5体积比为9:1和8:2用量比例配制成微乳液a和微乳液b，并且控制op-10的加入量，使微乳液体系变为澄清透明为即可，将微乳液b缓慢滴加到微乳液a中，并进行400-450r/min搅拌，滴加完全后进行离心，控制离心转速为8000-9000r/min，离心时间5-8min，取离心后的下层物质，用无水乙醇、丙酮和去离子水分别进行洗涤，在80-90℃下干燥2-3h，然后置于马弗炉中，在900-950℃下煅烧2-3h，得到纳米粉体，按照纳米粉体质量的4-6%，将纳米氧化铝加入到纳米粉体中进行混合，采用振动磨机絮凝研磨，电机功率为0.12kw，激振频率为16hz，振幅5mm，研磨时间2-4h，即可得到混合粉体；本发明中，利用含钇离子和锆离子的硝酸盐溶液与氨水反应制得氧化锆基粉体，并且加入纳米氧化铝后进行振动研磨，经过振动研磨会使混合粉体的颗粒表面晶格出现大量位错和应变等缺陷，并不断向颗粒内部扩展，不仅致使颗粒表面结构趋于无定型化，而且晶格内储存了大量位错形变能，使材料表面活性处于亚稳态高能活性状态，通过将形成的混合粉体引入到合金钢板基体中，在高温作用下，能量发生释放，混合粉体之间发生互溶，形成的复合粉体在高温作用下颗粒快速熔融、成核和生长，且含有缺陷的微粒也成为了形核的核心，成核速率增大，从而使得合金钢板基体中的晶界增多，界面可以有效的阻止位错运动，使得位错密度增加，不可逆陷阱数量随之增加，从而使得氢扩散速率受到抑制，减少了合金钢材内部氢向应力集中部位的扩散聚集，从而可以减少裂纹的形成，使得钢板基体的韧性得到提升；
4）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1550-1650℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1250-1300℃，按照钢水总质量的0.15-0.25%、0.2-0.3%以及0.3-0.4%，将链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体混匀后加入到钢水中，保温处理1-1.5h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计如下：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=5-7:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为500-600m3/h；此后，每隔10-20min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始30-40min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为100-150:1000；加入脱硫剂30-40min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为50-90:1000；加入脱氧剂处理15-30min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao50-65%，mgo5-10%和al2o330-40%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al10-25%，si60-80%和ca8-15%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在20-30min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1000-1200℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为1-2min/mm，然后将铸件水冷至120-150℃，保温1.5-2h后，将铸件温度上升至600-800℃，保温2-5h，之后冷却至室温即可。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明提供的工艺方法，通过向40cr合金钢材基体中加入制备的链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体，引入的链状合金纳米颗粒可以使晶粒中的滑移带终止在链状合金纳米颗粒附近，产生大量的位错塞积，从而产生位错强化，从而使得基体材料的塑韧性得到提升；引入的片状前驱体粉体作为模板基体，可以引导钢板基体中的晶粒定向成长，使得晶粒沿着片层生长，从而使得沿着片层厚度方向的晶界密度增加，使得晶界处裂纹的形核与扩展受到抑制，从而使得钢板基体的韧性得到提升；引入的混合粉体则可以使合金钢板基体中的晶界增多，使得位错密度增加，不可逆陷阱数量随之增加，从而使得氢扩散速率受到抑制，减少了合金钢材内部氢向应力集中部位的扩散聚集，从而可以减少裂纹的形成，使得钢板基体的韧性得到提升；通过向合金钢材基体中引入上述粉体颗粒，可以有效的提升钢材的塑韧性，使得钢材能够顺利加工成型为各种零部件。
具体实施方式
下面结合具体实施方法对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵以及葡萄糖与油胺的质量体积比为20mg:6mg:30mg:90mg:20ml，将称取的乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵和葡萄糖加入到容器中，加入适量的油胺，以300w超声处理30min形成均匀的混合溶液，将其转移至反应釜中，密封后加热至160℃，保持20h，自然冷却至室温后，将得到的产物用体积比为8:2组成的乙醇/环己烷混合液反复洗涤，在70℃下干燥6h，得到链状合金纳米颗粒；
2）按照摩尔比为1:2:7称取氧化铅、氧化铋和氧化钛，在无水乙醇介质下以球料比为5:1球磨混合10h后烘干，将烘干后的混合物料中加入等质量的氯化钾，在无水乙醇介质下以150r/min搅拌3h后放入真空干燥箱中烘干，然后置于氧化铝坩埚中加盖，放入马弗炉中，控制升降温速率均为2℃/min，在1000℃下保温3h，降温至室温后，将产物用去离子水反复洗涤过滤，直至用硝酸银试剂检测滤液未检测出铝离子为止，烘干后得到片状前驱体粉体；
3）按照钇离子与锆离子的摩尔比为1:10配制硝酸盐溶液，和氨水分别与环己烷、np-5、op-10按环己烷与np-5体积比为9:1和8:2用量比例配制成微乳液a和微乳液b，并且控制op-10的加入量，使微乳液体系变为澄清透明为即可，将微乳液b缓慢滴加到微乳液a中，并进行400r/min搅拌，滴加完全后进行离心，控制离心转速为8000r/min，离心时间5min，取离心后的下层物质，用无水乙醇、丙酮和去离子水分别进行洗涤，在80℃下干燥2h，然后置于马弗炉中，在900℃下煅烧2h，得到纳米粉体，按照纳米粉体质量的4%，将纳米氧化铝加入到纳米粉体中进行混合，采用振动磨机絮凝研磨，电机功率为0.12kw，激振频率为16hz，振幅5mm，研磨时间2h，即可得到混合粉体；
4）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1550℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1250℃，按照钢水总质量的0.15%、0.2%以及0.3%，将链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体混匀后加入到钢水中，保温处理1h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=5:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为500m3/h；此后，每隔10min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始30min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为100:1000；加入脱硫剂30min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为50:1000；加入脱氧剂处理15min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao50%，mgo10%和al2o340%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al25%，si60%和ca15%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在20min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1000℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为1min/mm，然后将铸件水冷至120℃，保温1.5h后，将铸件温度上升至600℃，保温2h，之后冷却至室温即可。
实施例2
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵以及葡萄糖与油胺的质量体积比为23mg:8mg:32mg:95mg:30ml，将称取的乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵和葡萄糖加入到容器中，加入适量的油胺，以350w超声处理35min形成均匀的混合溶液，将其转移至反应釜中，密封后加热至170℃，保持23h，自然冷却至室温后，将得到的产物用体积比为9:1组成的乙醇/环己烷混合液反复洗涤，在75℃下干燥7h，得到链状合金纳米颗粒；
2）按照摩尔比为1:2:8称取氧化铅、氧化铋和氧化钛，在无水乙醇介质下以球料比为6:1球磨混合11h后烘干，将烘干后的混合物料中加入等质量的氯化钾，在无水乙醇介质下以180r/min搅拌4h后放入真空干燥箱中烘干，然后置于氧化铝坩埚中加盖，放入马弗炉中，控制升降温速率均为3℃/min，在1050℃下保温4h，降温至室温后，将产物用去离子水反复洗涤过滤，直至用硝酸银试剂检测滤液未检测出铝离子为止，烘干后得到片状前驱体粉体；
3）按照钇离子与锆离子的摩尔比为1:13配制硝酸盐溶液，和氨水分别与环己烷、np-5、op-10按环己烷与np-5体积比为9:1和8:2用量比例配制成微乳液a和微乳液b，并且控制op-10的加入量，使微乳液体系变为澄清透明为即可，将微乳液b缓慢滴加到微乳液a中，并进行430r/min搅拌，滴加完全后进行离心，控制离心转速为8500r/min，离心时间7min，取离心后的下层物质，用无水乙醇、丙酮和去离子水分别进行洗涤，在85℃下干燥2.5h，然后置于马弗炉中，在920℃下煅烧2.5h，得到纳米粉体，按照纳米粉体质量的5%，将纳米氧化铝加入到纳米粉体中进行混合，采用振动磨机絮凝研磨，电机功率为0.12kw，激振频率为16hz，振幅5mm，研磨时间3h，即可得到混合粉体；
4）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1600℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1270℃，按照钢水总质量的0.2%、0.25%以及0.35%，将链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体混匀后加入到钢水中，保温处理1.3h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=6:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为550m3/h；此后，每隔15min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始35min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为130:1000；加入脱硫剂35min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为70:1000；加入脱氧剂处理20min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao60%，mgo5%和al2o335%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al20%，si65%和ca15%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在25min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1100℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为2min/mm，然后将铸件水冷至130℃，保温2h后，将铸件温度上升至70℃，保温4h，之后冷却至室温即可。
实施例3
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵以及葡萄糖与油胺的质量体积比为25mg:9mg:35mg:100mg:35ml，将称取的乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵和葡萄糖加入到容器中，加入适量的油胺，以400w超声处理40min形成均匀的混合溶液，将其转移至反应釜中，密封后加热至180℃，保持24h，自然冷却至室温后，将得到的产物用体积比为9:1组成的乙醇/环己烷混合液反复洗涤，在80℃下干燥8h，得到链状合金纳米颗粒；
2）按照摩尔比为1:2:10称取氧化铅、氧化铋和氧化钛，在无水乙醇介质下以球料比为8:1球磨混合13h后烘干，将烘干后的混合物料中加入等质量的氯化钾，在无水乙醇介质下以200r/min搅拌5h后放入真空干燥箱中烘干，然后置于氧化铝坩埚中加盖，放入马弗炉中，控制升降温速率均为4℃/min，在1100℃下保温6h，降温至室温后，将产物用去离子水反复洗涤过滤，直至用硝酸银试剂检测滤液未检测出铝离子为止，烘干后得到片状前驱体粉体；
3）按照钇离子与锆离子的摩尔比为1:15配制硝酸盐溶液，和氨水分别与环己烷、np-5、op-10按环己烷与np-5体积比为9:1和8:2用量比例配制成微乳液a和微乳液b，并且控制op-10的加入量，使微乳液体系变为澄清透明为即可，将微乳液b缓慢滴加到微乳液a中，并进行450r/min搅拌，滴加完全后进行离心，控制离心转速为9000r/min，离心时间8min，取离心后的下层物质，用无水乙醇、丙酮和去离子水分别进行洗涤，在90℃下干燥3h，然后置于马弗炉中，在950℃下煅烧3h，得到纳米粉体，按照纳米粉体质量的6%，将纳米氧化铝加入到纳米粉体中进行混合，采用振动磨机絮凝研磨，电机功率为0.12kw，激振频率为16hz，振幅5mm，研磨时间4h，即可得到混合粉体；
4）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1650℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1300℃，按照钢水总质量的0.25%、0.3%以及0.4%，将链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体混匀后加入到钢水中，保温处理1.5h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=7:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为600m3/h；此后，每隔20min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始40min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为150:1000；加入脱硫剂40min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为90:1000；加入脱氧剂处理30min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao65%，mgo5%和al2o330%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al25%，si65%和ca10%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在30min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1200℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为2min/mm，然后将铸件水冷至150℃，保温2h后，将铸件温度上升至800℃，保温5h，之后冷却至室温即可。
对比例1
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵以及葡萄糖与油胺的质量体积比为20mg:6mg:30mg:90mg:20ml，将称取的乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵和葡萄糖加入到容器中，加入适量的油胺，以300w超声处理30min形成均匀的混合溶液，将其转移至反应釜中，密封后加热至160℃，保持20h，自然冷却至室温后，将得到的产物用体积比为8:2组成的乙醇/环己烷混合液反复洗涤，在70℃下干燥6h，得到链状合金纳米颗粒；
2）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1550℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1250℃，将占钢水总质量0.15的链状合金纳米颗粒混匀后加入到钢水中，保温处理1h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=5:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为500m3/h；此后，每隔10min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始30min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为100:1000；加入脱硫剂30min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为50:1000；加入脱氧剂处理15min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao50%，mgo10%和al2o340%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al25%，si60%和ca15%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在20min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1000℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为1min/mm，然后将铸件水冷至120℃，保温1.5h后，将铸件温度上升至600℃，保温2h，之后冷却至室温即可。
对比例2
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照摩尔比为1:2:7称取氧化铅、氧化铋和氧化钛，在无水乙醇介质下以球料比为5:1球磨混合10h后烘干，将烘干后的混合物料中加入等质量的氯化钾，在无水乙醇介质下以150r/min搅拌3h后放入真空干燥箱中烘干，然后置于氧化铝坩埚中加盖，放入马弗炉中，控制升降温速率均为2℃/min，在1000℃下保温3h，降温至室温后，将产物用去离子水反复洗涤过滤，直至用硝酸银试剂检测滤液未检测出铝离子为止，烘干后得到片状前驱体粉体；
2）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1550℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1250℃，将占钢水总质量0.2%的片状前驱体粉体混匀后加入到钢水中，保温处理1h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=5:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为500m3/h；此后，每隔10min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始30min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为100:1000；加入脱硫剂30min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为50:1000；加入脱氧剂处理15min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao50%，mgo10%和al2o340%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al25%，si60%和ca15%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在20min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1000℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为1min/mm，然后将铸件水冷至120℃，保温1.5h后，将铸件温度上升至600℃，保温2h，之后冷却至室温即可。
对比例3
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
1）按照钇离子与锆离子的摩尔比为1:10配制硝酸盐溶液，和氨水分别与环己烷、np-5、op-10按环己烷与np-5体积比为9:1和8:2用量比例配制成微乳液a和微乳液b，并且控制op-10的加入量，使微乳液体系变为澄清透明为即可，将微乳液b缓慢滴加到微乳液a中，并进行400r/min搅拌，滴加完全后进行离心，控制离心转速为8000r/min，离心时间5min，取离心后的下层物质，用无水乙醇、丙酮和去离子水分别进行洗涤，在80℃下干燥2h，然后置于马弗炉中，在900℃下煅烧2h，得到纳米粉体，按照纳米粉体质量的4%，将纳米氧化铝加入到纳米粉体中进行混合，采用振动磨机絮凝研磨，电机功率为0.12kw，激振频率为16hz，振幅5mm，研磨时间2h，即可得到混合粉体；
2）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1550℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1250℃，将占钢水总质量0.3%的混合粉体混匀后加入到钢水中，保温处理1h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
进一步，所述40cr钢的化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物。
进一步，所述精炼将初炼后的钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=5:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为500m3/h；此后，每隔10min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始30min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为100:1000；加入脱硫剂30min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为50:1000；加入脱氧剂处理15min，即可完成精炼，其中脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao50%，mgo10%和al2o340%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al25%，si60%和ca15%。
进一步，所述浇铸：精炼后的钢水进入卧室离心铸造机进行离心铸造，浇注过程中控制模具内孔跳动在2-4mm范围内，出钢、浇注、凝固以及冷却过程在20min中内完成；所述热处理：将浇注后的铸件加热到1000℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为1min/mm，然后将铸件水冷至120℃，保温1.5h后，将铸件温度上升至600℃，保温2h，之后冷却至室温即可。
对照组
一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，具体工艺如下：
选取40cr合金钢材原料，其化学成分以质量百分比计控制在如下范围：c0.37-0.44%，si0.17-0.30%，cr0.80-1.10%，mn0.50-0.80%，s≤0.035%，p≤0.035%，余量为fe及不可避免的不纯物，将中频炉温度升至1550℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内，按氧气:氮气=5:1的流速比向精炼炉内注入混合气体，氧气的流速为500m3/h；此后，每隔10min氮气的流速提升20%，氧气的流速下降20%；精炼开始30min后，加入脱硫剂，所加脱硫剂与钢水的质量比为100:1000；加入脱硫剂30min后，加入脱氧剂，所加脱氧剂与钢水的质量比为50:1000；加入脱氧剂处理15min，即可完成精炼，脱硫剂包括以下质量百分比的组分：cao50%，mgo10%和al2o340%，脱氧剂包括以下质量百分比的组分：al25%，si60%和ca15%，然后对精炼后的钢水进行浇注，将浇注后的铸件加热到1000℃并保温，保温时间与铸件厚度之间的关系为1min/mm，然后将铸件水冷至120℃，保温1.5h后，将铸件温度上升至600℃，保温2h，之后冷却至室温，即可得到所需的合金钢材。
测试实验
1.实验试样制备
采用实施例1-3、对比例1-3以及对照组提供的工艺方法，将40kg40cr合金钢材原料加工成厚度为20mm的钢板，各工艺方法分别提供钢板试样15组。
2.性能测试
s1冲击韧性测定
将钢板试样记性磨削，开缺口，采用夏比u型缺口，用ciem-30d示波电冲击试验机进行室温冲击试验，测定试样的冲击功，测定结果如下：以对照组钢板试样的平均冲击功作为对照值，实施例1试样的冲击功提升了38.1%，实施例2试样的冲击功提升了39.7%，实施例3试样的冲击功提升了38.9%，对比例1试样的冲击功提升了9.7%，对比例2试样的冲击功提升了18.2%，对比例1试样的冲击功提升了17.4%。
s2延伸率测定
依据gb/t228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》标准按规定程序对提供的钢板试样的延伸率进行检验，试样的横截面积为矩形，用游标卡尺和外径螺旋千分尺对试样的宽度和厚度进行三次测量，分别以其平均值作为试样横截面的长度和宽度值，经计算确定试样lo的尺寸，由打点机以“lo”为点距，均匀打点在试样上，材料试验机以受控的速度0.008（n/mm2）/s对试样施力并将其拉断，按照规定程序测量出断后标距长度“l”，计算出延伸率，统计试验结果，结果如下：以对照组钢板试样的平均延伸率作为对照值，实施例1试样的延伸率提升了41.3%，实施例2试样的延伸率提升了43.6%，实施例3试样的延伸率提升了42.7%，对比例1试样的延伸率提升了28.4%，对比例2试样的延伸率提升了12.5%，对比例3试样的延伸率提升了10.3%。
注：本发明还对钢板试样进行了抗拉强度的测定，相对较对照组的钢板试样，实施例1-3以及对比例1-3提供的钢板试样，其抗拉强度均有所下降，下降幅度控制在0.5-1.7%之间。
通过上述测定试验可知，本发明提供的工艺方法，可以有效的提高钢材的塑韧性，使得钢材能够顺利加工成型为各种零部件，同时虽然该工艺会使钢材抗拉强度有所降低，但是由于降低幅度很小，钢材的整体强度依然可以满足需求，并不会对钢材的强度性能造成影响。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。
1.一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，具体工艺如下：
1）称取适量的乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵和葡萄糖加入到容器中，加入适量的油胺，超声处理30-40min形成均匀的混合溶液，将其转移至反应釜中，密封后加热至160-180℃，保持20-24h，自然冷却至室温后，将得到的产物用乙醇/环己烷混合液反复洗涤，干燥后得到链状合金纳米颗粒；
2）按照一定的摩尔比称取氧化铅、氧化铋和氧化钛，在无水乙醇介质下球磨混合10-13h后烘干，将烘干后的混合物料中加入等质量的氯化钾，在无水乙醇介质下搅拌3-5h后放入真空干燥箱中烘干，然后置于氧化铝坩埚中加盖，放入马弗炉中加热反应，降温至室温后，将产物经洗涤、烘干后得到片状前驱体粉体；
3）将配制好的硝酸盐溶液和氨水分别与环己烷、np-5、op-10按环己烷与np-5体积比为9:1和8:2用量比例配制成微乳液a和微乳液b，将微乳液b缓慢滴加到微乳液a中，并进行搅拌，滴加完全后进行离心，取离心后的下层物质，用无水乙醇、丙酮和去离子水分别进行洗涤，烘干后置于马弗炉中进行煅烧，得到纳米粉体，再将纳米粉体与适量的纳米氧化铝进行混合研磨，即可得到混合粉体；
4）选取40cr合金钢材原料，将中频炉温度升至1550-1650℃使原料溶化，将初炼后钢水置于精炼炉内进行精炼，然后控制温度在1250-1300℃，将链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体按照一定的质量比混匀后加入到钢水中，保温处理1-1.5h，然后将钢水进行浇注和热处理，即可得到所需的合金钢材。
2.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤1）中，所述乙酰丙酮镍、乙酰丙酮铂、十六烷基三甲基氯化铵以及葡萄糖与油胺的质量体积比为20-25mg:6-9mg:30-35mg:90-100mg:20-35ml；所述超声处理的功率为300-400w。
3.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤1）中，所述乙醇/环己烷混合液中，二者的体积比为8-9:1-2；所述干燥的温度为70-80℃，干燥时间6-8h。
4.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤2）中，所述摩尔比为1:2:7-10；所述球磨的球料比为5-8:1；所述搅拌转速为150-200r/min；所述加热反应温度为1000-1100℃，保温时间3-6h；所述升降温速率均为2-4℃/min。
5.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤2）中，所述洗涤，是将产物用去离子水反复洗涤过滤，直至用硝酸银试剂检测滤液未检测出铝离子为止。
6.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤3）中，所述硝酸盐溶液中，钇离子与锆离子的摩尔比为1:10-15；所述硝酸盐溶液与氨水的摩尔比为2:7-9；所述op-10的加入量为微乳液体系变为澄清透明为止。
7.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤3）中，所述搅拌转速为400-450r/min；所述离心转速为8000-9000r/min，离心时间5-8min；所述干燥温度80-90℃，干燥时间2-3h；所述高温煅烧温度为900-950℃，煅烧时间2-3h；所述纳米氧化铝的加入量为纳米粉体质量的4-6%。
8.如权利要求1所述的一种提升40cr合金钢材塑韧性的热加工工艺方法，其特征在于，工艺步骤4）中，所述链状合金纳米颗粒、片状前驱体粉体以及混合粉体的加入量分别占钢水总质量的0.15-0.25%、0.2-0.3%以及0.3-0.4%。
技术总结