[發明專利]一種高強塑性鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的熱處理工藝

有效

• 申請號: 201910022542.1
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109487060B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 王建軍;吳天海;李花兵;姜周華;劉春明
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C21D1/78
• 分類號: C21D1/78;C21D6/00;C21D8/02;C21D9/00;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/44
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

一種高強塑性鐵素體?奧氏體雙相不銹鋼的熱處理工藝，屬于材料熱處理技術領域。步驟如下：(1)一級固溶處理；(2)預變形處理；(3)二級固溶處理。采用本發明的工藝對鐵素體?奧氏體雙相不銹鋼進行處理后，能夠消除雙相不銹鋼傳統的兩相呈層狀交替分布的雙相組織，獲得等軸奧氏體顆粒相+鐵素體基體相的雙相組織，并可以將材料的強塑積提高50％以上。

技術領域

本發明屬于材料熱處理技術領域，特別涉及一種能夠調控鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼顯微組織和提高雙相不銹鋼強塑性的熱處理工藝方法。

背景技術

雙相不銹鋼具有優良的強塑性和抗氯化物應力腐蝕性能，在石油天然氣運輸、化學品貯存、海水淡化等領域有著廣泛的應用。雙相不銹鋼的成分設計，使其顯微組織中同時存在鐵素體和奧氏體兩種相，并且兩種相的體積百分數均不低于30％。

然而，雙相不銹鋼現有的商業化產品的供貨狀態大都是熱軋態或冷軋態，顯微組織中鐵素體和奧氏體兩相沿軋向伸長，并且呈層狀交替分布。這種層狀顯微組織特征，使得雙相不銹鋼在軋向和垂直于軋向的方向上的力學性能存在較大的差異，這種差異的存在是雙相不銹鋼在實際應用過程中需要解決的關鍵難題。

目前，已有的關于雙相不銹鋼的熱處理工藝，大都旨在調控鐵素體與奧氏體的兩相比例以及溶解有害析出相，尚無人提出能夠對雙相不銹鋼的層狀組織進行調控的熱處理工藝。因此，提出一種能夠將雙相不銹鋼層狀組織調控為等軸奧氏體顆粒相+鐵素體基體相雙相組織的熱處理工藝，以進一步提升雙相不銹鋼的強度和塑性，具有十分重要的理論和應用價值。

發明內容

本發明提供一種將雙相不銹鋼層狀組織調控為等軸奧氏體彌散分布在鐵素體基體中的雙相組織的熱處理工藝方法。采用本發明的工藝對雙相不銹鋼進行處理后，能夠消除雙相不銹鋼傳統的兩相呈層狀交替分布的雙相組織，獲得等軸奧氏體顆粒相+鐵素體基體相的雙相組織，并可以將材料的強塑積提高50％以上。

本發明的高強塑性鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的熱處理工藝，按照以下步驟進行：

步驟1：將鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼置于電阻爐內升溫加熱保溫10～60min，隨后進行水淬處理至室溫，該過程為一級固溶處理；

步驟2：在室溫下，對經過一級固溶處理后的雙相不銹鋼材料進行預變形處理；

步驟3：將經過預變形處理后的不銹鋼置于電阻爐內升溫加熱，保溫10～30min，隨后進行水淬處理至室溫，該過程為二級固溶處理。

步驟1中所述升溫加熱的溫度控制在1300～1400℃內，大氣條件下加熱；

步驟1所述的鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼選用熱軋態s3 2205雙相不銹鋼板材，主要合金元素Cr、Ni、Mo、Mn、Si、N的含量(wt.％)為：22.5、5.5、3.1、1.18、0.496、0.162。

步驟1所述所的電阻爐為額定功率4kW的箱式電阻爐，最高使用溫度1400℃。

步驟2中所述的預變性處理是變形量為20％～70％的冷變形處理。

步驟3中所述的升溫加熱的溫度控制在800～1200℃以內，在大氣條件下加熱。

與已有技術相比，本發明的特點和有益效果是：

(1)將雙相不銹鋼置于1300～1400℃范圍內進行10～60min一級固溶處理，能夠有效減小鐵素體基體中總的晶界面積，確保合金元素在鐵素體基體相中均勻分布，抑制晶界奧氏體形成，能夠獲得理想的鐵素體基體相的效果最佳；是獲得等軸奧氏體顆粒相的必備條件。