随着我国铁路重载需求的不断发展，机车用铸钢对材料要求越来越高，e级钢(zg25mncrnimo)作为一种常用的机车铸件用钢，广泛应用于各类需要较高力学性能的机车铸件，尤其是车钩类零部件，目前的e级钢热处理方法通常为“淬火+回火”的调质工艺(例如900℃淬火与560℃回火)。然而，在实际生产中，经过上述现有工艺处理的e级钢，在-40℃低温冲击韧性经常和强度不匹配，往往需要二次热处理才能使力学性能达到标准要求。因此，对e级钢进行合理的热处理工艺设计成为本领域亟待解决的一项重要课题。

　　本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种能够显著提升钢材的一次性合格率的钢材热处理方法。

　　根据本发明的一个方面，提供一种钢材热处理方法；其中，所述的钢材热处理方法包含以下步骤：

　　第二次淬火，对钢材进行二次淬火处理，第二次淬火的加热温度低于第一次淬火的加热温度，第二次淬火的加热时间少于第一次淬火的加热时间；

　　根据本发明的其中一个实施方式，正火预备热处理的处理温度为900℃～940℃；和/或，正火预备热处理的预处理时间为1.5h～2.5h；和/或，正火预备热处理的冷却方式为空冷。

　　根据本发明的其中一个实施方式，第一次淬火的加热温度为885℃～915℃；和/或，第一次淬火的加热时间为3h～4h；和/或，第一次淬火的冷却方式为水冷。

　　在所述第二加热温度下保温第二加热时间，所述第二加热时间少于所述第一加热时间，且所述第一加热时间与所述第二加热时间之和小于第一次淬火的加热时间；

　　根据本发明的其中一个实施方式，所述第一加热温度为600℃～640℃，所述第二加热温度为820℃～860℃。

　　根据本发明的其中一个实施方式，所述第一加热时间为1.5h～2.5h，所述第二加热时间为0.25h～0.75h。

　　根据本发明的其中一个实施方式，第二次淬火是直接加热至加热温度；其中，第二次淬火的加热温度为820℃～860℃，加热时间为2h～3h。

　　根据本发明的其中一个实施方式，回火的处理温度为560℃～610℃；和/或，回火的热处理时间为3.5h～4h；和/或，回火的冷却方式为水冷或者空冷。

　　根据本发明的其中一个实施方式，第一次淬火的冷却方式为水冷，且水冷冷却工艺包含冷却水搅拌循环，冷却水温度小于或者等于30℃；和/或，第二次淬火的冷却方式为水冷，且水冷冷却工艺包含冷却水搅拌循环，冷却水温度小于或者等于30℃；和/或，回火的冷却方式为水冷，且水冷冷却工艺包含冷却水搅拌循环，冷却水温度小于或者等于30℃。

　　本发明提出的钢材热处理方法，在调质热处理过程中的增加二次淬火的工艺，解决了机车铸造用e级钢材质在热处理中存在的低温冲击韧性经常和强度不匹配的问题。与现有处理方法采用的单一调质工艺相比，本发明可以提高热处理的一次性合格率。本发明采用合理的热处理工艺能够改善金属晶粒显微组织并提高材料力学性能，并提高生产制造效率和设备利用率。

　　通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

　　体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

　　在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解的是，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”、“之间”、“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

　　参阅图1，其代表性地示出了本发明提出的钢材热处理方法的工艺流程示意图。在该示例性实施方式中，本发明提出的钢材热处理方法是以应用于对机车铸造用e级钢材质进行热处理为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本发明的相关设计应用于其他类型的钢材的热处理或其他工艺中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本发明提出的钢材热处理方法的原理的范围内。

　　如图1所示，在本实施方式中，本发明提出的钢材热处理方法可以包含以下步骤：

　　第二次淬火，对钢材进行二次淬火处理，第二次淬火的加热温度低于第一次淬火的加热温度，第二次淬火的加热时间少于第一次淬火的加热时间；

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“正火预备热处理”的步骤而言，正火预备热处理的处理温度可以为900℃～940℃，例如900℃、910℃、930℃、940℃等。在其他实施方式中，正火预备热处理的处理温度亦可低于900℃，或可高于940℃，例如895℃、945℃等，并不以本实施方式为限。

　　进一步地，如图1所示，基于正火预备热处理的处理温度为900℃～940℃的工艺设计，在本实施方式中，正火预备热处理的处理温度可以优选为920℃。另外，正火预备热处理的处理温度的误差范围可以优选为不超过±15℃。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“正火预备热处理”的步骤而言，正火预备热处理的预处理时间可以为1.5h～2.5h，例如1.5h、1.75h、2.25h、2.5h等。在其他实施方式中，正火预备热处理的预处理时间亦可少于1.5h，或可多于2.5h，例如1.25h、2.75h等，并不以本实施方式为限。

　　进一步地，如图1所示，基于正火预备热处理的预处理时间为1.5h～2.5h的工艺设计，在本实施方式中，正火预备热处理的预处理时间可以优选为2h。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“正火预备热处理”的步骤而言，正火预备热处理的冷却方式可以为空冷。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“第一次淬火”的步骤而言，第一次淬火的加热温度可以为885℃～915℃，例如885℃、895℃、910℃、915℃等。在其他实施方式中，第一次淬火的加热温度亦可低于885℃，或可高于915℃，例如880℃、920℃等，并不以本实施方式为限。

　　进一步地，如图1所示，基于第一次淬火的加热温度为885℃～915℃的工艺设计，在本实施方式中，第一次淬火的加热温度可以优选为900℃。另外BB电子官方网站，第一次淬火的加热温度的误差范围可以优选为不超过±15℃。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“第一次淬火”的步骤而言，第一次淬火的加热时间可以为3h～4h，例如3h、3.25h、3.75h、4h等。在其他实施方式中，第一次淬火的加热时间亦可少于3h，或可多于4h，例如2.75h、4.25h等，并不以本实施方式为限。

　　进一步地，如图1所示，基于第一次淬火的加热时间为3h～4h的工艺设计，在本实施方式中，第一次淬火的加热时间可以优选为3.5h。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“第一次淬火”的步骤而言，第一次淬火的冷却方式可以为水冷。

　　进一步地，基于第一次淬火的冷却方式为水冷的工艺设计，在本实施方式中，第一次淬火的水冷冷却工艺可以包含冷却水搅拌循环，且冷却水温度小于或者等于30℃。具体而言，所谓“冷却水温度小于或者等于30℃”，可以理解为保证冷却水的水温在冬季为20℃以下，在夏季为30℃以下。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“第二次淬火”的步骤而言，第二次淬火可以具体包含以下步骤：

　　在第二加热温度下保温第二加热时间，第二加热时间少于第一加热时间，且第一加热时间与第二加热时间之和小于第一次淬火的加热时间；

　　通过上述工艺设计，本实施方式中在第二次淬火采用以较低的第一加热温度进行阶梯保温，再迅速加热至第二加热温度的工艺设计，使得本发明能够进一步地显著提高钢材的力学性能。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火包含上述具体工艺步骤的工艺设计，在本实施方式中，第一加热温度可以为600℃～640℃，例如600℃、610℃、630℃、640℃等。在其他实施方式中，第一加热温度亦可低于600℃，或可高于640℃，例如595℃、645℃等，并不以本实施方式为限，但需保证第一加热温度低于第二加热温度，以实现第二次淬火中的阶梯保温。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火包含上述具体工艺步骤的工艺设计，在本实施方式中，第二加热温度可以为820℃～860℃，例如820℃、830℃、850℃、860℃等。在其他实施方式中，第一加热温度亦可低于820℃，或可高于860℃，例如815℃、865℃等，并不以本实施方式为限，但需保证第二加热温度高于第一加热温度，以实现第二次淬火中的阶梯保温。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火包含上述具体工艺步骤的工艺设计，在本实施方式中，第一加热时间可以为1.5h～2.5h，例如1.5h、1.75h、2.25h、2.5h等。在其他实施方式中，第一加热时间亦可少于1.5h，或可多于2.5h，例如1.25h、2.75h等，并不以本实施方式为限，但需保证第一加热时间多于第二加热时间，以实现第二次淬火中的阶梯保温。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火的第一加热时间为1.5h～2.5h的工艺设计，在本实施方式中，第一加热时间可以优选为2h。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火包含上述具体工艺步骤的工艺设计，在本实施方式中，第二加热时间可以为0.25h～0.75h，例如0.25h、0.4h、0.6h、0.75h等。在其他实施方式中，第二加热时间亦可少于0.25h，或可多月0.75h，例如0.2h、0.8h等，并不以本实施方式为限，但需保证第二加热时间少于第一加热时间，以实现第二次淬火中的阶梯保温。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火的第二加热时间为0.25h～0.75h的工艺设计，在本实施方式中，第二加热时间可以优选为0.5h。

　　进一步地，如图1所示，基于第二次淬火包含上述具体工艺步骤的工艺设计，在本实施方式中，第二淬火的冷却方式可以为水冷。

　　进一步地，基于第二次淬火的冷却方式为水冷的工艺设计，在本实施方式中，第二次淬火的水冷冷却工艺可以包含冷却水搅拌循环，且冷却水温度小于或者等于30℃。具体而言，所谓“冷却水温度小于或者等于30℃”，可以理解为保证冷却水的水温在冬季为20℃以下，在夏季为30℃以下。

　　需说明的是，在其他实施方式中，第二次淬火亦可是直接加热至加热温度，即，第二次淬火亦可不经过本实施方式中的阶梯保温，本发明依然能够使钢材的力学性能得到一定提高，同时能够简化工艺制程。

　　进一步地，基于其他实施方式中第二次淬火采用直接加热至加热温度的工艺设计，在该实施方式中，第二次淬火的加热温度可以为820℃～860℃，例如820℃、830℃、850℃、860℃等。在其他实施方式中，第二次淬火的加热温度亦可低于820℃，或可高于860℃，例如815℃、865℃等，并不以本实施方式为限。

　　进一步地，基于其他实施方式中第二次淬火采用直接加热至加热温度的工艺设计，在该实施方式中，第二次淬火的加热时间可以为2h～3h，例如2h、2.25h、2.75h、3h等。在其他实施方式中，第二次淬火的加热时间亦可少于2h，或可多于3h，例如1.75h、3.25h等，并不以本实施方式为限。

　　进一步地，基于第二次淬火采用直接加热至加热温度的工艺设计，且基于第二次淬火的加热时间为2h～3h的工艺设计，在本实施方式中，第二次淬火的加热时间可以优选为2.5h。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“回火”的步骤而言，回火的处理温度可以为560℃～610℃，例如560℃、580℃、595℃、610℃等。在其他实施方式中，回火的处理温度亦可低于560℃、或可高于610℃。例如555℃、615℃等，并不以本实施方式为限。通过上述工艺设计，本发明能够使钢材的力学性能得到一定提高。

　　进一步地，如图1所示，基于回火的处理温度为560℃～610℃的工艺设计，在本实施方式中，回火的处理温度可以优选为575℃。通过上述工艺设计，本发明能够使钢材的力学性能得到进一步地显著提高。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“回火”的步骤而言，回火的热处理时间可以为3.5h～4h，例如3.5h、3.75h、4h等。在其他实施方式中，回火的热处理时间亦可少于3.5h，或可多于4h，例如3.25h、4.25h等，并不以本实施方式为限。

　　可选地，如图1所示，在本实施方式中，对于“回火”的步骤而言回火的冷却方式可以为水冷。在其他实施方式中，回火的冷却方式亦可为空冷。其中，无论回火的冷却方式采用水冷或者空冷，均能实现对钢材的力学性能的提升，且均能实现钢材的冲击韧性的提高。特别地，当回火的冷却方式采用水冷时，能够进一步地显著提升钢材的冲击韧性。

　　进一步地，基于回火的冷却方式为水冷的工艺设计，在本实施方式中，回火的水冷冷却工艺可以包含冷却水搅拌循环，且冷却水温度小于或者等于30℃。具体而言，所谓“冷却水温度小于或者等于30℃”，可以理解为保证冷却水的水温在冬季为20℃以下，在夏季为30℃以下。

　　在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的钢材热处理方法仅仅是能够采用本发明原理的许多种钢材热处理方法中的几个示例。应当清楚地理解，本发明的原理绝非仅限于附图中示出或本说明书中描述的钢材热处理方法的任何细节或钢材热处理方法的任何步骤。

　　综上所述，本发明提出的钢材热处理方法，在调质热处理过程中的增加二次淬火的工艺，解决了机车铸造用e级钢材质在热处理中存在的低温冲击韧性经常和强度不匹配的问题。与现有处理方法采用的单一调质工艺相比，本发明可以提高热处理的一次性合格率。本发明采用合理的热处理工艺能够改善金属晶粒显微组织并提高材料力学性能，并提高生产制造效率和设备利用率。

　　为验证本发明的上述功效，对经由本发明处理的e级钢材与经由现有处理工艺处理的e级钢材进行对比，对比结果表明：经本发明处理的钢材屈服强度提高20％，抗拉强度提高19％，-40℃低温冲击韧性平均提高30j，使e级钢试棒的机械性能指标一次性合格率达到95％以上。

　　以上详细地描述和/或图示了本发明提出的钢材热处理方法的示例性实施方式。但本发明的实施方式不限于这里所描述的特定实施方式，相反，每个实施方式的组成部分和/或步骤可与这里所描述的其它组成部分和/或步骤独立和分开使用。一个实施方式的每个组成部分和/或每个步骤也可与其它实施方式的其它组成部分和/或步骤结合使用。在介绍这里所描述和/或图示的要素/组成部分/等时，用语“一个”、“一”和“上述”等用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等。术语“包含”、“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。此外，权利要求书及说明书中的术语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数字限制。

　　虽然已根据不同的特定实施例对本发明提出的钢材热处理方法进行了描述，但本领域技术人员将会认识到可在权利要求的精神和范围内对本发明的实施进行改动。

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