[發明專利]高性能17-4PH不銹鋼材料及其高壓熱處理方法、制造方法與應用

有效

• 申請號: 202010088591.8
• 申請日: 2020-02-12
• 公開（公告）號: CN111118272B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 施麒;秦奉;劉辛
• 申請（專利權）人: 廣東省科學院新材料研究所
• 主分類號: C21D7/13
• 分類號: C21D7/13;C21D1/78;C21D6/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

本發明涉及金屬材料熱處理技術領域，公開了高性能17?4PH不銹鋼材料及其高壓熱處理方法、制造方法與應用。17?4PH不銹鋼材料的高壓熱處理方法，包括：將增材制造得到的17?4PH不銹鋼材料在1000～1100℃、至少140MPa的條件下保溫保壓至少100min，然后降溫至450～550℃保溫1～8h后冷卻至室溫，降溫冷卻過程氣壓控制在100MPa以上。高性能17?4PH不銹鋼材料，采用上述熱處理方法處理得到。該材料綜合力學性能好，適合應用于航空航天、石油化工以及核工業中。高性能17?4PH不銹鋼材料的制備方法，包括：采用增材制造得到17?4PH不銹鋼材料；然后采用上述的熱處理方法進行熱處理。

技術領域

本發明涉及金屬材料熱處理技術領域，具體而言，涉及高性能17-4PH不銹鋼材料及其高壓熱處理方法、制造方法與應用。

背景技術

17-4PH(0Cr₁₇Ni₄Cu₄Nb)是一種馬氏體沉淀硬化不銹鋼，具有良好的強韌性、塑性和耐蝕性等綜合性能，因此，已被大量運用于航空航天、石油化工、核工業等領域。增材制造技術的發展使17-4PH不銹鋼材料在隨形冷卻模具等領域獲得廣泛的關注。然而，要獲得優良的綜合力學性能，17-4PH不銹鋼須經歷適當的熱處理。目前，針對該類型不銹鋼的熱處理制度主要包括固溶和時效處理。然而，傳統的固溶和時效熱處理機制無法消除增材制造17-4PH不銹鋼零件中的殘余孔隙，且由于須在不同爐次中完成，耗時較長，生產效率較低。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的在于提供一種17-4PH不銹鋼材料的高壓熱處理方法旨在解決現有的17-4PH不銹鋼零件中的殘余孔隙，且由于須在不同爐次中完成，耗時較長，生產效率較低的問題。

本發明的目的還在于提供高性能17-4PH不銹鋼材料及其應用以及高性能17-4PH不銹鋼材料的制備方法。

本發明是這樣實現的：

第一方面，實施例提供一種17-4PH不銹鋼材料的高壓熱處理方法，包括：

將增材制造得到的17-4PH不銹鋼材料在1000～1100℃、至少140MPa的條件下保溫保壓至少100min，然后降溫至450～550℃保溫1～8h后冷卻至室溫，降溫冷卻過程氣壓控制在100MPa以上。

在可選的實施方式中，將17-4PH不銹鋼材料置于20～35MPa的環境下，同時升溫增壓至1000～1100℃、至少140MPa。

在可選的實施方式中，保溫保壓時間為100～150min。

在可選的實施方式中，升溫速率為10～20℃/min。

在可選的實施方式中，從1000～1100℃降溫至450～550℃的降溫速率為10～1200℃/min；優選地，降溫速率為1000～1200℃/min。

在可選的實施方式中，在450～550℃下保溫1～8h后冷卻的降溫速率為10～1200℃/min；優選地，降溫速率為1000～1200℃/min。

在可選的實施方式中，整個過程在熱等靜壓缸中進行。

第二方面，實施例提供一種高性能17-4PH不銹鋼材料，采用如前述實施方式任一項的熱處理方法熱處理后得到。

在可選的實施方式中，抗拉強度在940～1120MPa之間，斷裂延伸率在15％～23％之間。

第三方面，實施例提供如前述實施方式的高性能17-4PH不銹鋼材料在航空航天、石油化工以及核工業中的應用。

第四方面，實施例提供一種高性能17-4PH不銹鋼材料的制備方法，包括：

采用增材制造得到17-4PH不銹鋼材料；