本發(fā)明屬于奧氏體不銹鋼熱處理領(lǐng)域，具體涉及一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法。技術(shù)背景超級奧氏體不銹鋼含有高的合金含量(鉻、鉬、鎳、氮等)，具有優(yōu)異的耐點蝕、耐均勻腐蝕、耐應(yīng)力腐蝕性能和良好的綜合力學性能，被廣泛應(yīng)用于煙氣脫硫、核電工業(yè)和垃圾焚燒等非常苛刻的環(huán)境中。然而，高的合金含量使其在凝固時極易發(fā)生溶質(zhì)再分配，尤其凝固界面前沿液相中Mo含量偏聚最為嚴重，同時其他元素在奧氏體中低的擴散速度也加劇了Mo偏析的形成。而Mo的偏析又會使偏析區(qū)域析出大量的Sigma相等析出相。元素的偏析和析出使鑄錠組織和成分均勻性差，熱塑性降低，熱加工溫度區(qū)間變窄，在鍛造和軋制等熱加工過程中極易開裂。高溫均質(zhì)化處理是一種消除偏析，促進析出相回溶和枝晶消融的有效手段，能夠顯著提高材料的熱加工性能，從而獲得組織、成分均勻和性能優(yōu)良的超級奧氏體不銹鋼產(chǎn)品。目前國內(nèi)針對一些鎳基合金和高溫合金元素偏析和析出的問題進行了一定的研究。例如中國專利“一種GH4700合金鑄錠均勻化處理方法，公開號CN103484649A”對GH4700鑄錠采用兩階段均勻化處理，先升溫至1130～1150℃，保溫8～10h，使laves相充分回溶，之后升溫至1180～1210℃，保溫24～32h，充分消除Nb、Ti元素偏析；中國專利“一種GH4738鎳基高溫合金鑄錠均勻化處理方法，公開號CN103276333A”公開了消除GH4738合金中Ti、Cr、Mo元素偏析的均質(zhì)化工藝為1160～1200℃保溫20～50h。但對于超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法鮮有報道。從鎳基合金和高溫合金均質(zhì)化工藝的研究結(jié)果可以看出，不同合金的化學成分差異較大，偏析元素種類及其偏析程度、析出相類型均明顯不同，均質(zhì)化方式、均質(zhì)化溫度和保溫時間等關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)也不盡相同。因此，探究一種適合超級奧氏體不銹鋼的高溫均質(zhì)化處理方法很有必要。在保證消除元素偏析、析出相回溶和枝晶消融的前提下，均質(zhì)化的溫度不宜過高、時間不宜過長，否則鑄錠和鑄坯會面臨著嚴重的高溫氧化和晶粒長大等問題。因此，需要探索合理的均質(zhì)化溫度和保溫時間，并匹配適當?shù)纳郎厮俾屎屠鋮s方式以實現(xiàn)超級奧氏體不銹鋼鑄錠成分和組織充分均勻化，提高其熱加工性能。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提出了一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，目的是消除元素偏析和枝晶組織，使析出相充分回溶，并最大限度地控制晶粒尺寸，從而改善鋼的熱加工性能。本發(fā)明適用于處理鋼種成分(wt％)為：C≤0.02，Mn≤4.00，Cr：19.5～25.0，Ni：17.5～23.0，Mo：6.0～8.0，N：0.18～0.55，Cu：0.30～1.00，Si≤0.80，P≤0.03，S≤0.01，余量為Fe的超級奧氏體不銹鋼。由于Sigma相等析出相的充分回溶溫度范圍與Mo等元素充分擴散的溫度范圍基本一致，所以本發(fā)明直接采用方便快捷的一段式均質(zhì)化方式。通過合理控制升溫速率、均質(zhì)化溫度、保溫時間和冷卻方式等工藝參數(shù)，徹底消除Mo等元素的偏析，使Sigma等析出相充分回溶和枝晶組織充分消融，并最大限度地控制晶粒尺寸，從而改善鋼的高溫熱塑性，盡可能地解決鋼熱加工開裂的難題，為獲得表面質(zhì)量良好、性能優(yōu)異的超級奧氏體不銹鋼產(chǎn)品提供保障。本發(fā)明為一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理的方法，其特征在于包括如下具體步驟：(1)在超級奧氏體不銹鋼鑄錠或鑄坯表面刷涂一層抗高溫氧化涂料，防止鑄錠或鑄坯在高溫均質(zhì)化處理過程中嚴重氧化。(2)將鑄錠或鑄坯放入加熱爐，以低于160℃/h的速率升溫至1240～1280℃，保溫16～24h，使Mo元素充分擴散至均勻，Sigma相充分回溶，枝晶組織完全消失。均質(zhì)化結(jié)束后，直接進行熱加工或隨爐冷卻至一定溫度后空冷。作為優(yōu)選，在步驟(1)中，涂料為SiO2-Al2O3型抗高溫氧化涂料。作為優(yōu)選，在步驟(2)中，加熱爐升溫速率為100～160℃/h。作為優(yōu)選，在步驟(2)中，均質(zhì)化處理結(jié)束后，直接進行熱加工或隨爐冷卻至1000℃后空冷至室溫。本發(fā)明的有益效果如下：(1)本發(fā)明可以有效消除Mo元素偏析，使Sigma相充分回溶，枝晶組織完全消除，并最大限度控制晶粒尺寸，顯著提高了超級奧氏體不銹鋼的熱塑性。(2)由于Sigma相充分回溶溫度范圍與Mo元素充分擴散的溫度范圍基本一致，本發(fā)明采用一段式均質(zhì)化方式，且均質(zhì)化時間較短，既方便、快捷又經(jīng)濟、高效。(3)由于超級奧氏體不銹鋼析出敏感性很強，均質(zhì)化結(jié)束后，采取隨爐冷卻至1000℃后出爐空冷的方式，有效避免了冷卻過程中析出相再次析出的問題。(4)在進行高溫均質(zhì)化處理之前刷涂一層SiO2-Al2O3型抗高溫氧化涂料，有效地解決了鑄錠或鑄坯在高溫均質(zhì)化處理時嚴重氧化的問題。本發(fā)明提出了一種合理、方便、高效的超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化方法，有效地提高了鑄錠或鑄坯的成分和組織均勻性及高溫熱塑性，為獲得表面質(zhì)量良好、性能優(yōu)異的超級奧氏體不銹鋼產(chǎn)品提供了技術(shù)保障。附圖說明圖1超級奧氏體不銹鋼原始鑄錠心部顯微組織。圖2超級奧氏體不銹鋼鑄錠心部經(jīng)1240℃保溫24h均質(zhì)化處理后顯微組織。圖3超級奧氏體不銹鋼鑄錠心部經(jīng)1260℃保溫20h均質(zhì)化處理后顯微組織。圖4超級奧氏體不銹鋼鑄錠心部經(jīng)1280℃保溫16h均質(zhì)化處理后顯微組織。具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的方案進一步描述。應(yīng)當理解，此處描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所舉實施例中鋼種為超級奧氏體不銹鋼S32654，其成分質(zhì)量百分比如表1所示，高溫均質(zhì)化處理前在鑄錠表面刷涂一層SiO2-Al2O3型抗高溫氧化涂料。表1超級奧氏體不銹鋼S32654成分(wt％)CSiMnCrNiMoCuNSPFe0.0130.353.3823.8521.857.550.500.510.00180.006余量實施例1：將鑄錠放入加熱爐，以100℃/h的速率升溫至1240℃，保溫24h，隨爐冷卻至1000℃后出爐空冷。實施例2：將鑄錠放入加熱爐，以120℃/h的速率升溫至1260℃，保溫20h，隨爐冷卻至1000℃后出爐空冷。實施例3：將鑄錠放入加熱爐，以160℃/h的速率升溫至1280℃，保溫16h，隨爐冷卻至1000℃后出爐空冷。高溫均質(zhì)化處理后通過以下表征手段來判斷均質(zhì)化效果：(1)枝晶形貌：觀察高溫均質(zhì)化處理前后鑄錠心部枝晶形貌并測量二次枝晶間距。(2)Sigma相回溶情況：觀察高溫均質(zhì)化處理前后Sigma相的尺寸、數(shù)量和分布。(3)Mo元素偏析系數(shù)：利用電子探針測定枝晶間和枝晶干Mo元素含量，根據(jù)元素偏析系數(shù)＝枝晶間元素含量/枝晶干元素含量，計算Mo元素偏析系數(shù)。(4)晶粒尺寸：利用三圓截線法，測定平均晶粒尺寸。對實施例中鑄錠進行了枝晶形貌觀察，二次枝晶間距、Mo元素偏析系數(shù)和晶粒尺寸統(tǒng)計，結(jié)果如表2所示。高溫均質(zhì)化處理后鑄錠中Mo元素基本擴散均勻，Sigma相全部溶解，枝晶組織完全消除，成功獲得了成分和組織均勻的鋼錠，并有效控制了晶粒過度長大。表2二次枝晶間距、Mo元素偏析系數(shù)和晶粒尺寸統(tǒng)計結(jié)果二次枝晶間距/μmMo偏析系數(shù)晶粒尺寸/μm對比例32.41.79462實施例1-1.14896實施例2-1.111009實施例3-1.121190當前第1頁1 2 3 

　　技術(shù)特征：

　　1.一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)在超級奧氏體不銹鋼鑄錠或鑄坯表面刷涂一層抗高溫氧化涂料；

　　(2)將鑄錠或鑄坯放入加熱爐，以低于160℃/h的速率升溫至1240～1280℃后，均質(zhì)化處理16～24h；均質(zhì)化處理結(jié)束后，直接進行熱加工或隨爐冷卻至一定溫度后空冷。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，抗高溫氧化涂料為SiO2-Al2O3型抗高溫氧化涂料。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，加熱爐升溫速率為100～160℃/h。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，均質(zhì)化處理結(jié)束后，直接進行熱加工或隨爐冷卻至1000℃后空冷。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，均質(zhì)化處理結(jié)束后，直接進行熱加工或隨爐冷卻至1000℃后空冷。

　　6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，適用于處理超級奧氏體不銹鋼的鋼種成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.02％，Mn≤4.00％，Cr：19.5～25.0％，Ni：17.5～23.0％，Mo：6.0～8.0％，N：0.18～0.55％，Cu：0.30～1.00％，Si≤0.80％，P≤0.03％，S≤0.01％，余量為Fe的超級奧氏體不銹鋼。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，適用于處理超級奧氏體不銹鋼的鋼種成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.02％，Mn≤4.00％，Cr：19.5～25.0％，Ni：17.5～23.0％，Mo：6.0～8.0％，N：0.18～0.55％，Cu：0.30～1.00％，Si≤0.80％，P≤0.03％，S≤0.01％，余量為Fe的超級奧氏體不銹鋼。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，其特征在于，適用于處理超級奧氏體不銹鋼的鋼種成分的質(zhì)量百分比為：C≤0.02％，Mn≤4.00％，Cr：19.5～25.0％，Ni：17.5～23.0％，Mo：6.0～8.0％，N：0.18～0.55％，Cu：0.30～1.00％，Si≤0.80％，P≤0.03％，S≤0.01％，余量為Fe的超級奧氏體不銹鋼。

　　技術(shù)總結(jié)

　　本發(fā)明公開了一種超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，目的是提高鑄錠或鑄坯成分和組織均勻性及高溫熱塑性，并控制晶粒尺寸。本發(fā)明適合處理目標鋼種成分(wt％)為：C≤0.02，Mn≤4.00，Cr：19.5～25.0，Ni：17.5～23.0，Mo：6.0～8.0，N：0.18～0.55，Cu：0.30～1.00，Si≤0.80，P≤0.030，S≤0.01，余量為Fe。其特征在于：在鑄錠或鑄坯表面刷一層抗高溫氧化涂料，放入加熱爐，以低于160℃/h的速率升溫至1240～1280℃，保溫16～24h后直接進行熱加工或隨爐冷卻至1000℃出爐空冷。本發(fā)明提供了一種方便、合理、高效的超級奧氏體不銹鋼高溫均質(zhì)化處理方法，明顯消除了鑄錠或鑄坯元素偏析和枝晶組織，充分回溶Sigma相，并控制了晶粒尺寸，從而顯著提高了熱加工性能，為獲得表面質(zhì)量良好、性能優(yōu)異的超級奧氏體不銹鋼產(chǎn)品提供了技術(shù)保障。

　　技術(shù)研發(fā)人員：李花兵;姜周華;張樹才;張彬彬;馮浩;朱紅春;范思鵬;苑勝龍

　　受保護的技術(shù)使用者：東北大學

　　文檔號碼：201710145686

　　技術(shù)研發(fā)日：2017.03.13

　　技術(shù)公布日：2017.06.27