[發明專利]一種提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法

無效

• 申請號: 201110248400.0
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102286658A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 孫東立;魯學錕;王清;韓秀麗;郭強;武高輝
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C21D6/00
• 分類號: C21D6/00;C22C38/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 徐愛萍

技術領域

本發明涉及一種提高奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法，具體涉及一種提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法。

背景技術

金屬材料的尺寸穩定性對精密儀器儀表的精度和可靠性具有重大的影響。1Cr18Ni9Ti是亞穩奧氏體不銹鋼，由于其耐蝕性好、無磁性、易于加工成型，在航天航空和機械制造等領域獲得廣泛的應用。過去人們對于不銹鋼的力學性能十分重視，但是對這種不銹鋼的尺寸穩定性問題重視不夠，對于其尺寸穩定化工藝研究很少。目前在實際應用中缺少有效的尺寸穩定化處理，因此構件在服役過程中發生尺寸的變化，影響了儀表的性能和壽命。

1Cr18Ni9Ti鋼在常溫下為奧氏體，不能通過熱處理進行相變強化。目前金屬材料尺寸穩定化處理方法主要有以下幾種：

(1)拉伸或壓縮法：對形狀簡單的零件，淬火處理后利用其塑性高的特點在整個截面上進行永久性均勻塑性變形，使外加應力與殘余應力進行疊加而產生塑性變形，使殘余應力得以緩和和釋放。大變形量加工強化后強度可達200公斤/毫米²，所以冷變形奧氏體不銹鋼也廣泛用于要求強度高且耐腐蝕的產品中。然而，不銹鋼冷變形雖然可以強化，但是增加了對應力腐蝕的敏感性。

(2)振動時效法：此方法可以有效地降低機床鑄件和大型焊接結構件的宏觀殘余應力。

(3)恒溫時效法：長時間時效是降低殘余應力常用的方法。它是將材料加熱到一定溫度下保溫，然后空冷。加熱溫度越高，時間越長，應力降低效果越明顯，但對于時效強化合金，加熱溫度超過時效溫度后，將會顯著軟化，微塑性變形抗力相應降低。

(4)反淬火法：此方法是將有殘余應力的零件投入溫度為-196℃的液氮中，待冷透后迅速轉移至沸水之中或用高速蒸汽噴射零件。該方法被認為是消除殘余應力的成功方法之一，但用高速蒸汽噴射很難使復雜形狀的零件各個面都獲得相同的升溫速度，因此，該方法只適用于簡單形狀的零件；

發明內容

本發明的目的是提供一種提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法，以解決1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼構件在服役過程中發生尺寸變化，影響了儀表性能和壽命的問題。

本發明的技術方案是：一種提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法的具體步驟為：

步驟一，去應力退火：將電阻爐溫度加熱至300℃～500℃，并保溫10min，然后將1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣放入電阻爐內，保持爐溫2h，將1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣從電阻爐內取出，在空氣中冷卻至室溫，完成退火工藝；

步驟二，將退火后的1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣放入冷熱循環儀內進行冷熱循環處理，冷熱循環處理過程設定為先升溫后降溫，具體步驟為：步驟A，將1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣放入冷熱循環儀的熱箱中，1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣由室溫升溫至100℃，保溫30min，升溫速度為10℃/min；步驟B，將1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣由冷熱循環儀的熱箱轉移至冷箱，1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣由100℃降溫至-60℃，保溫10min；步驟C，將1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣由冷熱循環儀的冷箱中取出，1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣由-60℃升溫至室溫；重復上述步驟A至C，重復次數為2～10次，完成1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的提高。

本發明與現有技術相比具有以下效果：本發明的1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定化處理工藝使1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣的平均相對尺寸變化量和穩態相對尺寸變化量均控制在10^-6數量級，未經處理樣品的平均相對尺寸變化量和穩態相對尺寸變化量分別為6.51×10^-5和-65.83×10^-5，本發明的試樣與未經處理樣品比較，平均相對尺寸變化量和穩態相對尺寸變化量均減小1至2個數量級。經過本發明的方法處理的1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼構件尺寸穩定，在服役過程中尺寸變化小，從而提高了儀表的性能和壽命。

附圖說明

圖1是本發明的提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法的工藝流程圖，圖2是采用本發明的提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法得到的1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣的位錯胞顯微組織照片，圖3是采用本發明的提高1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼尺寸穩定性的方法得到的1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼試樣的位錯網絡顯微組織照片。

具體實施方式