一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法

　　【專利摘要】本發明涉及一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法，所述方法依次采用以下熱處理工藝：鍛前鋼錠均勻化退火、鍛造、等溫正火(細化晶粒)、固溶處理、時效處理。本發明利用等溫正火，獲得片間距細小、均勻的珠光體+少量鐵素體組織，阻斷馬氏體非平衡組織遺傳特性，結合固溶處理，有效細化馬氏體時效不銹鋼鍛件內的晶粒，提高其綜合力學性能。

　　【專利說明】一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法

　　【技術領域】

　　[0001]本發明屬于冶金【技術領域】，特別涉及一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法。

　　【背景技術】

　　[0002]細化晶粒對同時提高馬氏體時效不銹鋼強度、塑性、韌性具有獨特的作用。常用方法有如下幾種:反復變溫循環相變熱處理和反復等溫相變熱處理細化晶粒。

　　[0003]反復變溫循環熱處理細化晶粒工藝(00Crl3Ni4Col3Mo6馬氏體時效鋼):1050°C固溶處理，保溫 60min，水冷，再經 800°C X30min+ (850 °C X IOmin, -70 °C XIOmin，循環 2次)+ (830°C X15min,-70°C XIOmin，循環2次)處理，每步的冷卻都采用水冷。晶粒尺寸由200um細化到7um。屈服強度提高了 130Mpa、A、Z分別提高了 7.5%、11 %。

　　[0004]反復等溫循環熱處理細化晶粒工藝(OOCr 13Ni7Co5Mo4Ti馬氏體時效鋼):IlOO0C X60min固溶處理+860°C X15min水冷(3~4次)。晶粒尺寸由180um細化至10um。經時效處理后屈服強度由1420Mpa提高到1560Mpa，延伸率由12.6%提高至14.9%。

　　[0005]以上兩種細化馬 氏體時效不銹鋼晶粒方法盡管不同，但都起到了細化晶粒、提高綜合力學性能的作用。比較以上兩種工藝方法，明顯可以看出兩種工藝在本質上都是利用原奧氏體晶粒反復多次再結晶的特點，這種特點存在共同的缺點是原奧氏體晶粒反復多次再結晶后都采用了水冷使過冷奧氏體發生馬氏體非平衡組織相變，非平衡組織具有組織遺傳效應，所以很難通過I~2次循環就能很好細化晶粒。要想得到較細小的晶粒，必然要通過多次循環，而多次循環存在工藝過程繁多、熱處理周期長、能耗高、生產效率低等缺點。

　　【發明內容】

　　[0006]為了細化馬氏體時效不銹鋼晶粒，提高其綜合性能，本發明特別提供一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法。

　　[0007]本發明的發明方案:本發明依次采用以下熱處理工藝:

　　[0008]I)、鍛前鋼錠均勻化退火。退火溫度1250°C ± 10°C，保溫20h

　　[0009]2)、鍛造。始鍛溫度為1200°C ±10°C~1250°C ±10°C，終鍛溫度為900°C。

　　[0010]3)、等溫正火(細化晶粒)。正火溫度900°C ±10°C，根據工件尺寸保溫4~8h，出爐空冷至550°C ±10°C~600°C ± 10°C區間等溫3~6h出爐空冷。

　　[0011]4)、固溶處理。固溶溫度1000°C ±10°C，根據工件尺寸保溫2~4小時，直接出爐霧冷。

　　[0012]5)、時效處理。時效溫度為550°C°C ±10°C，根據工件尺寸保溫3~6小時，出爐后水冷。

　　[0013]本發明的發明效果:

　　[0014]本發明所述的一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法，利用等溫正火，獲得片間距細小、均勻的珠光體+少量鐵素體組織，阻斷馬氏體非平衡組織遺傳特性，結合固溶處理，有效細化馬氏體時效不銹鋼鍛件內的晶粒，提高其綜合力學性能。

　　【具體實施方式】

　　[0015]在下文中，現在將更充分地描述本發明，示出了各種實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式來實施，且不應該解釋為局限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是徹底和完全的，并將本發明的范圍充分地傳達給本領域技術人員。

　　[0016]

　　[0017]一種提高馬氏體不銹鋼低溫沖擊韌性的熱處理工藝方法，在本實施例中，采用00Crl3Ni6MoNb馬氏體時效不銹鋼鍛件，其有效尺寸為0 550mmX 1920mm。該鍛件經鍛造后晶粒度達I~3級，晶粒粗大，不能滿足生產需要。這是因為00Crl3Ni6MoNb馬氏體時效不銹鋼合金元素含量高、鋼錠組織內部微觀偏析嚴重，由此造成鋼錠在鍛造前或鍛造過程中發生縱向開裂，為了消除偏析、均勻組織和成分，防止開裂，鍛前必須對其進行高溫均勻化退火處理，而高溫均勻化退火是在高溫下長時間保溫，通過原子長距離擴散達到組織和成分的均勻化，因此造成奧氏體晶粗大；加之鍛造溫度范圍較窄，鍛造過程需要反復回爐加熱，使得奧氏體晶粒繼續粗化；終鍛溫度較高，鍛后空冷后形成馬氏體(屬于空淬鋼)，由于馬氏體具有組織遺傳特征，常規的多次正火細化晶粒方法不能解決該類材料的晶粒細化問題，有關文獻報導的反復循環相變盡管能夠起到細化晶粒的作用，但也存在各種弊端。為了有效細化00Crl3Ni6MoNb馬氏體時效不銹鋼鍛件晶粒，采用等溫正火處理方法，一方面，控制正火加熱溫度，900°C ±10°C，保溫6h，出爐冷卻至550±10°C，等溫6h后出爐空冷。另一方面，本發明所述的一種細 化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法，可以切斷鍛件的非平衡組織遺傳，有效細化00Crl3Ni6MoNb馬氏體時效不銹鋼鍛件的晶粒，使其晶粒度達7級以上。

　　[0018]以上所述僅為本發明的實施例而已，并不用于限制本發明。本發明可以有各種合適的更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

　　【權利要求】

　　1.一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法，其特征在于: 所述方法依次采用以下熱處理工藝: 1)、鍛前鋼錠均勻化退火，其中退火溫度1250°c±10°C，保溫20h ； 2)、鍛造，其中始鍛溫度為1200°C±10°C~1250°C ± 10°C，終鍛溫度為900°C ； 3)、等溫正火，細化晶粒，正火溫度900°C± 10°C，根據工件尺寸保溫4~8h，出爐空冷至550°C ±10°C~600°C ± 10°C區間，等溫3~6h出爐空冷；4)、固溶處理，固溶溫度1000°C± 10°C，根據工件尺寸保溫2~4小時，直接出爐霧冷；5)、時效處理，時效溫度為550°C°C ± 10°C，根據工件尺寸保溫3~6小時，出爐后水冷。

　　2.如權利要求1所述的一種細化馬氏體時效不銹鋼晶粒的熱處理工藝方法，其特征在于: 所述鋼錠采用00Crl3Ni6MoNi馬氏`體時效不銹鋼鍛件。

　　【文檔編號】C21D6/00GK103509917SQ201310298077

　　【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年7月16日 優先權日:2013年7月16日

　　【發明者】黨淑娥, 劉建生, 郭金玲, 張宏達, 劉志龍, 劉潔 申請人:太原科技大學