[發明專利]一種改善高硼不銹鋼熱加工性能以及室溫塑性的方法

有效

• 申請號: 201611148059.0
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106702287B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 劉海濤;李永旺;黃曉明;張寶光;張曉明;王國棟
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C22C38/58;C22C38/04;C21D8/02;C21D6/00;B23P15/00
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種改善高硼不銹鋼熱加工性能以及室溫塑性的方法，按以下步驟進行：（1）冶煉鋼水，通過模鑄的方式得到高硼不銹鋼鑄錠，其成分為Cr 17.0~19.5%，Ni 12.0~15.0%，Mn 1.5~2.0%，B 1.75~2.25%，C＜0.08%，其余為Fe；（2）對高硼不銹鋼鑄錠進行切割及表面精加工；（3）對奧氏體不銹鋼板進行切割及表面精加工；（4）進行表面清洗；（5）將奧氏體不銹鋼板分別置于高硼不銹鋼方坯的上、下面并對齊，在真空條件下焊接；（6）熱軋；（7）進行固溶處理后水淬。本發明的方法生產流程短、生產成本低，熱軋過程中高硼不銹鋼僅發生輕微邊裂，而且最終得到的高硼不銹鋼復合板具有較為優良的室溫塑性。

技術領域

本發明屬于冶金材料技術領域，特別涉及一種改善高硼不銹鋼熱加工性能以及室溫塑性的方法。

背景技術

硼元素具有良好的中子吸收能力，其吸收中子之后，只產生約0.5Mev的軟γ光子和很容易被吸收的α粒子；硼添加到不銹鋼中可得到乏燃料貯存格架及運輸容器用的功能材料，能有效保證核燃料深度處于次臨界安全閥度，確保乏燃料存貯、運輸的安全性，保障相關作業人員的安全。

硼在γ-Fe中的固溶度很小，1000℃時僅為33 ppm，往鋼中添加過量的硼，會導致大量含有硬脆性硼化物的共晶組織沿著基體晶界析出，惡化不銹鋼的熱加工性能；硼含量越高，鋼中大塊共晶硼化物的含量越多，其熱加工性會更差，采用常規熱軋工藝進行制備，變形過程中會發生嚴重的邊裂，而且高硼不銹鋼板強度高，塑性低，其再加工及成型性能很差。

目前制備高硼不銹鋼的主要方法是粉末冶金法，其主要制備步驟為：使用氬氣保護氣霧法制取不銹鋼粉末后進行燒結成型，之后再進行熱/冷加工得到高硼不銹鋼板；但是粉末冶金法制備高硼不銹鋼的燒結過程一般采用熱等靜壓處理，使得整個制備的工藝流程周期較長，制備成本較為高昂。

發明內容

針對現有高硼不銹鋼在熱軋過程中因其熱加工性能差所導致的嚴重邊裂的問題，本發明提供一種改善高硼不銹鋼熱加工性能以及室溫塑性的方法，通過焊接的方式將奧氏體不銹鋼板覆在高硼不銹鋼方坯的上、下面，熱軋過程中奧氏體不銹鋼層能有效抑制高硼不銹鋼層邊部裂紋的產生和擴展，得到的高硼不銹鋼復合熱軋板僅發生輕微邊裂。

實現本發明目的的技術方案按照以下步驟進行：

1、冶煉鋼水，通過模鑄的方式得到高硼不銹鋼鑄錠，其化學成分按質量百分比為Cr 17.0~19.5%，Ni 12.0~15.0%，Mn 1.5~2.0%，B 1.75~2.25%，C＜0.08%，其余為Fe和不可避免的雜質元素；

2、使用鋸床、銑床及磨床對高硼不銹鋼鑄錠進行切割及表面精加工，得到表面平整光亮，粗糙度Ra＜0.8um的高硼不銹鋼方坯；

3、使用鋸床、銑床及磨床對奧氏體不銹鋼板進行切割及表面精加工，得到表面平整光亮，粗糙度Ra＜0.8um的奧氏體不銹鋼板，且其長度和寬度尺寸與高硼不銹鋼方坯相同；其中奧氏體不銹鋼板的化學成分按質量百分比為Cr 17.0~19.5%，Ni 12.0~15.0%，Mn1.5~2.0%，C＜0.08%，其余為Fe和不可避免的雜質元素；

4、使用丙酮、酒精試劑對高硼不銹鋼方坯和奧氏體不銹鋼板的表面進行清洗，除去污染物；

5、將清洗后的兩塊厚度相同的奧氏體不銹鋼板分別置于高硼不銹鋼方坯的上、下面并對齊，每塊奧氏體不銹鋼板的厚度與高硼不銹鋼方坯的厚度之比為1/10~1/2，然后在壓力P＜5.0Pa的真空條件下沿坯料接觸面四周進行焊接，形成不間斷焊縫，得到復合坯料；

6、將復合坯料放入加熱爐隨爐升溫至1130~1150℃，并保溫20~60min，然后進行4~10道次熱軋，熱軋開軋溫度為1100~1120℃，終軋溫度為900~1000℃，每道次熱軋的壓下率為10~30%，總壓下率為80~98%，得到的復合熱軋板的厚度為2.5~6.0mm；