[發(fā)明專利]一種提高1Ni9低溫鋼沖擊韌性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610857699.2
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106399653B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧開選;郭嘉;王俊杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: C21D6/04
• 分類號: C21D6/04;C21D1/18
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 張文祎,趙曉丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料熱處理及深冷處理領(lǐng)域。更具體地，涉及一種提高1Ni9低溫鋼沖擊韌性的方法。

背景技術(shù)

隨著低溫技術(shù)在各個行業(yè)的不斷應用，對于低溫鋼的需求不斷增加。例如，液化天然氣(LNG)作為一種清潔能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例越來越大，因此，對LNG儲罐用低溫結(jié)構(gòu)材料的需求壓力與日俱增。1Ni9是一種含鎳8.5％～9.5％的低碳馬氏體型低溫用鋼，其在低溫下具有較高的屈服強度和抗拉強度、優(yōu)良的低溫韌性、良好的焊接性能，在-196℃以上無韌-脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，熱處理后-196℃條件下的沖擊功能達到200J以上，因此廣泛應用于液化天然氣、液氧、液氮等儲罐用鋼。

由于LNG儲罐和LNG船向大型化方向發(fā)展，同時為了減少焊縫和提高安全系數(shù)，要求1Ni9鋼鋼板規(guī)格向更厚、更寬的方向發(fā)展，在保證強度的前提下，要求低溫韌性越高越好。此外，風機被廣泛用于冶金、石化、醫(yī)藥、通風引風等領(lǐng)域，是上述領(lǐng)域的動力來源和心臟。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，極低溫等極限工況對風機的選材提出了更高的要求，大型低溫風機的不斷發(fā)展也對1Ni9低溫鋼的性能提出了更高的要求。

因此，需要提供一種有效提高1Ni9低溫鋼沖擊韌性的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種將深冷處理工藝與QLT熱處理相結(jié)合處理1Ni9低溫鋼的方法，該方法能有效提高1Ni9低溫鋼沖擊韌性。

為達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種提高1Ni9低溫鋼沖擊韌性的方法，包括以下步驟：將淬火和兩相區(qū)淬火后的1Ni9低溫鋼進行深冷處理，然后進行常規(guī)的回火處理；其中，所述深冷處理為以1-5℃/min(例如為：1，2，3，4或5℃/min)的降溫速率降至-140℃～-196℃(例如為：-140，-150，-160，-170，-180，-190或-196℃)，保溫24小時以上，保溫結(jié)束后以1-5℃/min(例如為：1，2，3，4或5℃/min)的升溫速率將1Ni9低溫鋼升至室溫。

進一步，所述淬火(Q)的溫度為780-800℃，保溫時間為80-100min，冷卻方式為水淬；優(yōu)選的，所述淬火(Q)的溫度為790℃，保溫時間為90min；

所述兩相區(qū)淬火(L)溫度為660-680℃，保溫時間為80-100min min，冷卻方式為水淬；優(yōu)選的，兩相區(qū)淬火(L)溫度為670℃，保溫時間為90min；

所述常規(guī)回火(T)溫度為560-580℃，保溫時間為2.5-3.5h，冷卻方式為空冷；優(yōu)選的，所述常規(guī)回火(T)溫度為570℃，保溫時間為3h；

所述深冷處理在兩相區(qū)淬火(L)后一小時內(nèi)進行。

本發(fā)明采用了深冷處理與新型QLT熱處理工藝相結(jié)合的工藝處理方法，通過選擇適當?shù)纳罾涮幚頊囟取⒈貢r間、升降溫速率等工藝參數(shù)來促使1Ni9微觀組織中的逆轉(zhuǎn)奧氏體形態(tài)及含量發(fā)生轉(zhuǎn)變來實現(xiàn)沖擊韌性的提高。

另外注意的是，如果沒有特別說明，本發(fā)明所記載的任何范圍包括端值以及端值之間的任何數(shù)值以及以端值或者端值之間的任意數(shù)值所構(gòu)成的任意子范圍。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明將深冷處理與兩相區(qū)淬火相結(jié)合，實現(xiàn)了對逆轉(zhuǎn)奧氏體的形態(tài)和含量的影響。兩相區(qū)淬火后1Ni9微觀組織中含有少量的殘余奧氏體，此時進行-140℃～-196℃的深冷處理能夠促使這部分殘余奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，從而避免了回火過程中這部分殘余奧氏體直接形核長大形成大塊的不穩(wěn)定的逆轉(zhuǎn)奧氏體。此外，由于低溫下晶格結(jié)構(gòu)的收縮以及殘余奧氏體的轉(zhuǎn)變，必然在組織中引起較高的內(nèi)應力，內(nèi)應力的提升為回火過程中原子的擴散提供了更多的動能，從而使得回火后形成了更加穩(wěn)定的條狀逆轉(zhuǎn)奧氏體。兩相區(qū)淬火通過使逆轉(zhuǎn)奧氏體由塊狀轉(zhuǎn)變?yōu)闂l狀提高其穩(wěn)定性，從而提高1Ni9的室溫沖擊韌性，此外，通過提高組織中逆轉(zhuǎn)奧氏體的含量來提高1Ni9的低溫沖擊韌性。同時增加深冷處理對材料的強度、塑性沒有明顯的影響，同時還能提高1Ni9的尺寸穩(wěn)定性，另外，深冷處理實現(xiàn)較為容易、低成本、無污染，因此本發(fā)明方法具有廣泛的應用價值。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

圖1為提高1Ni9沖擊韌性的處理工藝示意圖。

具體實施方式

為了更清楚地說明本發(fā)明，下面結(jié)合優(yōu)選實施例和附圖對本發(fā)明做進一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標記進行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應以此限制本發(fā)明的保護范圍。

實施例1