[發明專利]一種馬氏體不銹鋼構件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711220659.8
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108118121B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 沈曉宇;曾婷;賴小明;劉曉慶;尹忠旺;王詠莉;莫桂冬
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/32;C21D8/00
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 范曉毅<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供了一種馬氏體不銹鋼構件及其制備方法，屬于金屬加工技術領域。所述制備方法包括以下步驟：將馬氏體不銹鋼半成品在1050℃?1070℃下保溫20?40min，得到淬火后的半成品；將所述淬火后的半成品在?60℃??80℃下，保溫2.5?3.5小時，得到冷處理后的半成品；將所述冷處理后的半成品進行回火處理，得到馬氏體不銹鋼構件。本發明通過降低淬火溫度在保持硬度的前提下降低了奧氏體化溫度，減少了半成品應力及淬火變形，從而提高了半成品沖擊韌性和疲勞強度，然后通過冷處理可降低鋼中殘余奧氏體量，使組織中大量殘余奧氏體向馬氏體發生轉變，并彌散析出細顆粒狀二次碳化物，馬氏體組織細化，從而改善了半成品硬度、耐磨性以及韌性等力學性能，以得到滿足要求的構件。

技術領域

本發明屬于金屬加工技術領域，具體用途涉及一種馬氏體不銹鋼構件及其制備方法。

背景技術

我國探月工程三期的預定目標是實現無人自動采集月球樣品并返回地球分析，其中鉆取采樣深度約為2m，并需要保持月壤的原始層理信息。美國和前蘇聯月球采樣樣品的分析結果表明，月壤中分布著不同粒度和硬度等級的塊狀月巖，且不同著陸點間的月壤力學特性差異較大。

我國月面鉆取采樣任務中，采樣鉆具的鉆取能力直接決定了采樣任務的完成情況。由于月壤中存在不同粒徑、不同硬度等級的月巖，因此鉆具對月巖的破碎能力是鉆取能力的主要評價指標。為提高采樣鉆具對巖石的破碎能力，需要采用回轉沖擊鉆進的方式。沖擊作用除了能提高鉆具鉆進能力外，其帶來的振動有利于排屑和排除卡鉆等故障。

沖擊重錘是沖擊機構中的關鍵零件，它要求材料具備較高的強度，很好的各向同性，同時又要求材料具有較高的韌性儲備，抵抗工作時的沖擊載荷作用，避免發生脆性斷裂。9Cr18不銹鋼屬馬氏體型不銹鋼，因鋼中含C、Cr較高，經淬火，回火后具有高硬度和高耐磨性，具有優良的耐腐蝕性能，作為制造重錘的材料，其強度、硬度較好的符合工況要求，但傳統9Cr18不銹鋼用于軸承類零件，無沖擊工況，其韌性儲備較少，加工的重錘零件在工作過程中發生不同位置、不同程度斷裂。

發明內容

本發明技術要解決的問題是：克服現有技術不足，提供一種馬氏體不銹鋼構件及其制備方法，通過降低淬火溫度在保持硬度的前提下降低了奧氏體化溫度，適當增加了殘余奧氏體含量，減少了半成品應力及淬火變形，從而提高了半成品沖擊韌性和疲勞強度，然后通過冷處理可降低鋼中殘余奧氏體量，使組織中大量殘余奧氏體向馬氏體發生轉變，并彌散析出細顆粒狀二次碳化物，馬氏體組織細化，從而改善了半成品硬度、耐磨性以及韌性等力學性能，以得到滿足要求的構件。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種馬氏體不銹鋼構件的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將馬氏體不銹鋼半成品在1050℃-1070℃下保溫20-40min，得到淬火后的半成品；

步驟2、將所述淬火后的半成品在-60℃--80℃下，保溫2.5-3.5小時，得到冷處理后的半成品；

步驟3、將所述冷處理后的半成品進行回火處理，得到馬氏體不銹鋼構件。

在一可選實施例中，步驟1中所述的馬氏體不銹鋼半成品，制備方法包括：

將馬氏體不銹鋼坯料在790-810℃下保溫2-2.5h，得到預熱后的馬氏體不銹鋼坯料；

然后，將所述預熱后的馬氏體不銹鋼坯料在1090℃-1110℃保溫2-2.5h后進行鍛造，得到熱變形處理后的坯料；

對所述熱變形處理后的坯料進行球化退火處理，機加工，得到馬氏體不銹鋼半成品。

在一可選實施例中，所述的將馬氏體不銹鋼坯料在790-810℃下保溫2-2.5h，包括：

以2-4℃/min的加溫速率，將馬氏體不銹鋼坯料從常溫加熱至790-810℃，保溫2-2.5h。