[發(fā)明專利]一種高鎳低碳系列鋼的強(qiáng)韌化處理工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710189282.8
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN106893816B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喬勛;朱炎;張?zhí)N;黨波;孫琳琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西京學(xué)院
• 主分類號(hào): C21D1/18
• 分類號(hào): C21D1/18;C21D6/04;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/40;C22C38/44
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會(huì)俠

一種高鎳低碳系列鋼的強(qiáng)韌化處理工藝，先將高鎳低碳系列鋼加熱保溫，隨后冷卻至室溫，得到以馬氏體為主的組織；然后重新加熱至兩相區(qū)，保溫，油淬至室溫，得到“新生馬氏體+原始馬氏體”復(fù)合組織；再重新加熱至單相區(qū)淬火，保溫，油淬至室溫，得到工件；然后將工件液氮冷卻，保溫，回溫至室溫，得到均勻細(xì)小的板條馬氏體組織；最后進(jìn)行回火處理，保溫，空冷至室溫，得到“細(xì)小板條馬氏體+逆轉(zhuǎn)奧氏體+少量碳化物”復(fù)合組織；本發(fā)明具有提高超低溫壓力容器低溫韌性和較高的強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼強(qiáng)韌化處理工藝，特別涉及一種高鎳低碳系列鋼的強(qiáng)韌化處理工藝。

背景技術(shù)

在常溫下，鋼鐵材料通常具有良好的強(qiáng)韌性，得到廣泛應(yīng)用。而在低于室溫時(shí)，隨著溫度降低，鋼鐵材料的韌性會(huì)急劇下降，甚至可能突發(fā)脆性斷裂，從而造成嚴(yán)重后果。鎳系低溫用鋼在一定程度上解決了這一問題，該系列鋼主要特點(diǎn)是低碳含量、高鎳含量、高純凈度、較高強(qiáng)度、較高低溫沖擊韌性、良好焊接性能，使用溫度最低可達(dá)-196℃，因而成為制造低溫壓力容器，如液態(tài)乙烯(-104℃)、液化天然氣(-163℃)、液氧(-183℃)、液氮(-196℃)儲(chǔ)罐的主要材料，隨著石化工業(yè)的發(fā)展，氣體的液化、分離、貯運(yùn)及應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)低溫技術(shù)和設(shè)備的低溫性能與可靠性提出越來越高的要求，而傳統(tǒng)熱處理工藝很難顯著改善高鎳低碳系列鋼的低溫韌性，嚴(yán)重影響超低溫壓力容器的安全性，如中國(guó)專利“一種提高9Ni鋼低溫沖擊韌性的熱處理工藝”(申請(qǐng)公布號(hào)：CN104745770A)所涉及的鋼含鎳質(zhì)量百分比為Ni＝8.5～10％和“一種低溫鎳鋼的熱處理淬火深冷處理方法”(申請(qǐng)公布號(hào)：CN201310291288.8)對(duì)9Ni鋼進(jìn)行液氮深冷處理；因此，開發(fā)新的超低溫壓力容器用鋼的強(qiáng)韌化處理工藝顯得非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種高鎳低碳系列鋼的強(qiáng)韌化處理工藝，能夠：(a)獲得組織細(xì)小、位向關(guān)系各異的板條馬氏體，有效阻礙裂紋擴(kuò)展，顯著提高超低溫壓力容器低溫韌性；(b)獲得馬氏體與逆轉(zhuǎn)奧氏體復(fù)合組織，進(jìn)一步改善低溫韌性；(c)通過引入深冷處理工藝，在提高低溫韌性同時(shí)保持了較高的強(qiáng)度。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種高鎳低碳系列鋼的強(qiáng)韌化處理工藝，其步驟為：

步驟一：將高鎳低碳系列鋼加熱到1050～1150℃保溫12～18小時(shí)，隨后冷卻至室溫，得到以馬氏體為主的組織；

步驟二：兩相區(qū)淬火：將步驟一中得到的以馬氏體為主的組織重新加熱至650～700℃兩相區(qū)，保溫0.5～1小時(shí)，之后立即油淬至室溫，得到“新生馬氏體+原始馬氏體”復(fù)合組織；

步驟三：?jiǎn)蜗鄥^(qū)淬火：將步驟二中得到“新生馬氏體+原始馬氏體”復(fù)合組織重新加熱至830～880℃單相區(qū)淬火，保溫0.5～1小時(shí)，之后油淬至室溫，得到工件；

步驟四：深冷處理：將步驟三得到的工件液氮冷卻至-196℃，保溫1～2小時(shí)，之后回溫至室溫，得到均勻細(xì)小的板條馬氏體組織；

步驟五：回火處理：將步驟四得到的均勻細(xì)小的板條馬氏體組織進(jìn)行480～580℃回火處理，保溫3～5小時(shí)，空冷至室溫，得到“細(xì)小板條馬氏體+逆轉(zhuǎn)奧氏體+少量碳化物”復(fù)合組織。

所述的步驟一中的冷卻至室溫的方法為霧冷和油冷中的一種。

所述的步驟一中高鎳低碳系列鋼，其組成成分為：碳含量C<0.05％，鎳含量Ni＝5.5～10％，微量元素低于1％，余量為Fe，微量元素包括Mn、Mo、Si和Cr。

本發(fā)明的有益效果：