[發(fā)明專利]一種控制不銹鋼中逆變奧氏體含量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310613231.5
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103589830A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙昆渝;業(yè)冬;李俊;李紹宏;李智東;姜雯;蘇杰;雍岐龍
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D6/04;C22C38/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一種控制不銹鋼中逆變奧氏體含量的方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超級馬氏體不銹鋼是在傳統(tǒng)馬氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上降低碳含量，增加鎳和鉬的含量而發(fā)展起來的新鋼種。這種鋼抗拉強度高，延展性好，焊接性能也得到了改善，而且具有良好的耐蝕性和可加工性以及較低的經(jīng)濟成本。目前，該鋼種已主要應(yīng)于海上石油天然氣開采用無縫管和輸送管道、濕天然氣處理設(shè)施、水力發(fā)電、液態(tài)天然氣輸送管線）等，其優(yōu)異的性能源于特殊的微觀組織結(jié)構(gòu)，經(jīng)過一定的淬火和回火熱處理后，其組織為回火馬氏體和彌散分布于馬氏體基體內(nèi)的逆變奧氏體組織，見附圖1，2。逆變奧氏體沿馬氏體板條界或原奧氏體晶界上析出，由于其尺寸較小，且彌散分布，對改善材料的韌性十分有利，不僅可阻止裂紋在馬氏體板條間的擴展，還可以減緩板條間密集排列時位錯前端引起的應(yīng)力集中。因此調(diào)整逆變奧氏體含量使超級馬氏體不銹鋼達到不同的強韌組合成為制定熱處理制度的關(guān)鍵。

由于超級馬氏體不銹鋼應(yīng)用范圍廣泛，不同的使用條件對其性能要求有很大差別，通過控制逆變奧氏體含量可以有效地調(diào)節(jié)該類型材料的綜合力學(xué)性能。當(dāng)逆變奧氏體含量較高時，材料的塑韌性良好，強度稍低，多用于對塑韌性要求較高的場合；當(dāng)逆變奧氏體含量較低時，材料的強度較高，但塑韌性稍低，多用于對強度和耐磨性能要求較高的場合。因此有效地控制逆變奧氏體含量對調(diào)整超級馬氏體不銹鋼綜合性能、滿足不同的使用要求具有非常重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過制訂合理的熱處理制度而提供一種控制不銹鋼中逆變奧氏體含量的方法，從而解決實際生產(chǎn)過程中難以準確控制超級馬氏體逆變奧氏體含量影響性能的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：通過對超級馬氏體不銹鋼熱處理的回火溫度的控制達到控制逆變奧氏體含量。具體步驟包括如下：

（1）將超級馬氏體不銹鋼經(jīng)950～1100℃淬火處理0.5～1h，油冷至室溫，得到超級馬氏體不銹鋼中逆變奧氏體（殘余奧氏體）的體積分數(shù)為0.30～15wt%；

（2）將步驟（1）中得到的超級馬氏體不銹鋼以5～10℃/min的加熱速率加熱至550～750℃，保溫1～3h后在空氣中自然冷卻至室溫，再繼續(xù)將其進行冷處理，得到的超級馬氏體不銹鋼中逆變奧氏體體積分數(shù)為5～25%；

（3）將步驟（2）冷處理后的超級馬氏體不銹鋼再次進行冷處理，冷去溫度為-90～-70℃，時間為1～3h，再將其以5～10℃/min的加熱速率加熱至550～750℃溫度，保溫1～3h后再在空氣中自然冷至室溫，即得到逆變奧氏體體積分數(shù)為10～60%的超級馬氏體不銹鋼。

所述超級馬氏體不銹鋼的具體成分及百分比為：C<?0.05wt%，?Mn?0.1～0.5wt%，Si?0.1～0.5wt%，Cr?13.0～15.0wt%，Ni?5.0～7.0wt%，Cu?0～3wt%，Mo?1.0～2.0wt%，W?0～1.0wt%。

所述油冷淬火采用的油為煤油，均為普通市售。

所述步驟（1）中超級馬氏體不銹鋼淬火優(yōu)選值是經(jīng)1050℃淬火處理0.5h。

所述步驟（2）中的超級馬氏體不銹鋼加熱優(yōu)選值是以5℃/min的加熱速率加熱至650℃。

所述步驟（2）中超級馬氏體不銹鋼冷處理是在干冰中進行的，溫度為-90～-70℃℃，時間10～60min。

所述步驟（3）中超級馬氏體不銹鋼再次進行冷處理也是在干冰中進行的，冷處理的溫度為-90～-70℃，冷卻時間1～3h。

所述步驟（3）中冷處理完畢的超級馬氏體不銹鋼加熱優(yōu)選值是以5℃/min的加熱速率加熱至650℃溫度，保溫2h?后再空冷至室溫。

本發(fā)明制備得到的超級馬氏體不銹鋼的逆變奧氏體含量進行檢測：首先進行切割后進行磨樣及拋光，然后在常溫下用AA溶液（1%四甲基氯化銨+10%乙酰丙酮+甲醇）電解去應(yīng)力，得到預(yù)置超級馬氏體不銹鋼；將預(yù)置的超級馬氏體不銹鋼進行X射線連續(xù)掃描（測試參數(shù)：Co靶、管流管壓35mA35kV，石墨晶體單色器，步長0.02^。，積分時間0.4s。）,利用步進掃描使各個衍射峰強度隨掃描次數(shù)的增加而增大的方法測試試樣組成相，根據(jù)衍射峰積分強度采用6線法利用式????????????????????????????????????????????????計算逆變奧氏體體積分數(shù)。

所述電解液為AA溶液，成分及重量百分比為：四甲基氯化銨1wt%?、乙酰丙酮10wt%?、其余為甲醇，均為普通市售。