一種提高304型亞穩奧氏體不銹鋼屈服強度的方法
3.馬氏體相變強化是提高材料屈服強度的有效手段。然而,304型亞穩奧氏體不銹鋼具有很高的熱穩定性,室溫組織為穩定的奧氏體,即使淬火到液氮溫度組織中也很難形成馬氏體強化相。所以,如何向304型亞穩奧氏體不銹鋼中引入強化相馬氏體是利用馬氏體相變強化提高其屈服強度的一個難題。

技術實現要素:
6.為了達到上述目的,本發明是通過如下手段得以實現的:本發明第一方面提供了一種提高304型亞穩奧氏體不銹鋼屈服強度的方法,包括如下步驟:(1)將厚度為d(mm)的退火態304型亞穩奧氏體不銹鋼板加熱至80-200℃,并進行保溫處理;(2)將厚度為d(mm)的退火態304型亞穩奧氏體不銹鋼板進行軋制變形處理,變形量為6-10%;(3)對軋制變形后的304型亞穩奧氏體不銹鋼進行300-400℃等溫處理,之后冷卻至室溫;(4)將冷卻至室溫的304型亞穩奧氏體直接投放到液氮環境中進行深冷處理,隨后將其升溫至室溫。
8.作為本發明的優選,步驟(1)中所述的保溫溫度為140℃,保溫時間t130d。
10.作為本發明的優選,步驟(3)中所述保溫時間為t2分鐘,其中t2(3-5)d。
12.作為本發明的優選,步驟(4)中所述深冷處理時間為t3分鐘,其中t3(40-60)d。
14.作為本發明的優選,步驟(4)中升溫速度為20℃/分鐘。
16.304型亞穩奧氏體不銹鋼在單一深冷處理條件下組織中難以形成大量的強化相馬氏體,這是由于其組織中具有很少的馬氏體相變形核質點。形核質點是馬氏體相變發生的前提條件,其數量及形核趨勢直接影響馬氏體的相變動力學。
18.然而,上述工藝只考慮了馬氏體相變形核質點的引入,且只引入了單一類型的形核質點(滑移帶),而并未考慮馬氏體板條的長大。馬氏體相變是膨脹型相變,材料組織中的內應力會抑制馬氏體相變。在上述工藝中,預變形手段在向組織中引入滑移帶的同時也向組織中引入了內應力。
20.本發明基于前期工作提出的室溫預變形+深冷處理工藝向材料組織中引入馬氏體工藝方法存在的不足(引入的形核質點類型單一,形核趨勢低;組織中存在內應力影響馬氏
21.此外,本發明采用了中低溫軋制預變形處理,不同的變形溫度可向退火態的奧氏體組織中主動引入層錯、位錯和變形帶等不同類型的形變亞結構,提供更多類型的馬氏體相變的形核質點。相變的驅動力同樣是馬氏體相變發生的前提條件。
24.本發明首先在進行軋制之前將304型亞穩奧氏體不銹鋼通過氣氛爐加熱至80-200℃,不同的加熱溫度設置為了使304型亞穩奧氏體不銹鋼在后續變形過程中,奧氏體組織中形成不同種類的形變亞結構(如80℃下變形主要形成變形帶,而200℃下變形主要形成層錯等)。
26.進一步,將變形處理后的304型亞穩奧氏體不銹鋼升溫至300-400℃保溫,目的是消除其組織內的形變應力,該應力的存在會抑制馬氏體相變。
28.深冷時間與厚度相關是保證不銹鋼能達到液氮溫度(不銹鋼厚度越大深冷處理時間越長)。工藝處理后的304型亞穩奧氏體不銹鋼組織中含有18-25%的馬氏體,獲得了奧氏體+馬氏體的雙相組織,其屈服強度提高了285-367mpa。
30.(2)本發明提高了304型亞穩奧氏體不銹鋼中馬氏體引入量的上限,增大了304型亞穩奧氏體不銹鋼中馬氏體引入量的調節范圍,可實現馬氏體含量的主動調控,進而實現304型亞穩奧氏體不銹鋼屈服強度的可量化提升。
33.實施例1一種提高304型亞穩奧氏體不銹鋼屈服強度的方法,包括如下步驟:(1)取1mm厚的退火態304型亞穩奧氏體不銹鋼,將其放置在氣氛爐內升溫至140℃,保溫30分鐘;(2)對保溫后的304型亞穩奧氏體不銹鋼進行軋制變形處理,變形量為8%,每道次壓下率為2%;(3)將軋制變形后的304型亞穩奧氏體不銹鋼加熱至350℃,保溫4分鐘,隨后冷卻至室溫,冷卻速率為20℃/分鐘;(4)將冷卻至室溫的304型亞穩奧氏體不銹鋼直接投入到液氮環境中,進行深冷處理,處理時間為60分鐘,隨后將其以20℃/分鐘的速度升溫至室溫。
35.實施例3一種提高304型亞穩奧氏體不銹鋼屈服強度的方法,包括如下步驟:(1)取3mm厚的退火態304型奧氏體不銹鋼,將其放置在氣氛爐內升溫至200℃,保溫60分鐘;(2)對保溫后的304型亞穩奧氏體不銹鋼進行軋制變形處理,變形量為10%,每道次壓下率為2%;(3)將軋制變形后的304型亞穩奧氏體不銹鋼加熱至400℃,保溫15分鐘,隨后冷卻至室溫,冷卻速率為20℃/分鐘;(4)將冷卻至室溫的304型亞穩奧氏體不銹鋼直接投入到液氮環境中,進行深冷處理,處理時間為150分鐘,隨后將其以20℃/分鐘的速度升溫至室溫。
為8%,每道次壓下率為2%;(2)將軋制變形后的304型亞穩奧氏體不銹鋼直接投入到液氮環境中,進行深冷處理,處理時間為60分鐘,隨后將其以20℃/分鐘的速度升溫至室溫。
38.對比例3一種提高304型亞穩奧氏體不銹鋼屈服強度的方法,包括如下步驟:(1)取1mm厚的退火態304型亞穩奧氏體不銹鋼,將其放置在氣氛爐內升溫至140℃,保溫30分鐘;(2)對保溫后的304型亞穩奧氏體不銹鋼進行軋制變形處理,變形量為8%,每道次壓下率為2%;(3)將軋制變形后的304型亞穩奧氏體不銹鋼直接投入到液氮環境中,進行深冷處理,處理時間為60分鐘,隨后將其以20℃/分鐘的速度升溫至室溫。
40.驗證例1分別取實施例1-3及對比例1-4制備獲得的不銹鋼,對其中馬氏體的體積分數以及屈服強度增加量采用本領域的常規技術方法進行檢測,具體檢測結果如下表1所示。
在軋制變形工藝后施加合理的等溫處理工藝,能有效地提高304型亞穩奧氏體不銹鋼組織中馬氏體的引入量以及屈服強度,與不施加等溫處理相比,馬氏體引入量至多提高了20%(體積分數),屈服強度至多提高了235mpa。
43.以上具體實施方式部分對本發明所涉及的分析方法進行了具體的介紹。應當注意的是,上述介紹僅是為了幫助本領域技術人員更好地理解本發明的方法及思路,而不是對相關內容的限制。在不脫離本發明原理的情況下,本領域技術人員還可以對本發明進行適當的調整或修改,上述調整和修改也應當屬于本發明的保護范圍。

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