[發明專利]一種奧氏體不銹鋼的中厚板熱處理方法

有效

• 申請號: 202110725398.5
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113549747B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 胡昕明;歐陽鑫;龐宗旭;隋松言;王儲;邢夢楠;安曉光;賈春堂;孫殿東;王勇
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21D9/00
• 分類號: C21D9/00;C21D6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種奧氏體不銹鋼的中厚板熱處理方法，采用三階段均熱處理，碳化物析出階段，碳化物溶解階段，鐵素體擴散階段，解決了奧氏體不銹鋼晶粒不均勻、抗晶間腐蝕性能下降以及鋼中殘余鐵素體的中厚板熱處理方法。

技術領域

本發明屬于鋼鐵技術領域，具體涉及一種奧氏體不銹鋼的中厚板熱處理方法。

背景技術

混晶是材料內部缺陷的一種，其特種是在材料內同時存在粗大和細小的晶粒，其中細晶粒分布在粗大晶粒之間。混晶對材料的力學性能、工藝性能危害較大。特別是奧氏體不銹鋼，一旦在其內部產生混晶則無法通過相應工藝進行改善。

晶間腐蝕是是金屬在特定的腐蝕環境中沿著或緊挨著材料的晶界發生和發展的局部腐蝕破壞狀態。材料發生晶間腐蝕后其表面似乎沒有發生什么變化，但在腐蝕嚴重的情況下，晶粒之間已經喪失結合力，表現為輕輕敲擊遭受晶間腐蝕的材料，已發不出清脆的金屬聲，再用力敲擊時材料會碎成小塊甚至形成粉末，完全失去強度，造成材料突然失效，因此它是一種具有較大破壞性的局部腐蝕。

殘余鐵素體是奧氏體不銹鋼在實際冶煉過程中由于鋼中Cr元素的作用或Ni含量不夠高，同時坯料內部的冷速較低等情況下在坯料內部形成的。如果對殘余鐵素體不采用特殊的熱處理工藝進行降低或消除，其將保留至成品鋼板中。雖然少量的鐵素體能夠提高材料的力學性能，但鋼板在長期的高溫運行中鐵素體相則會分解出脆性α相，惡化鋼板的韌性。

奧氏體不銹鋼的常規熱處理就是將鋼板加熱至某一溫度并保溫一段時間后水冷。但由于奧氏體不銹鋼導熱性能較差，這就導致經過常規固溶處理后的鋼板在厚度不同位置的晶粒尺寸差異較大形成混晶。另外，鋼板在某一熱處理溫度下進行一定時間保溫，如果保溫時間過短，鋼中富鉻碳化物(Cr₂₃C₆)無法有效溶入基體，造成鋼板耐晶間腐蝕性能下降，如果保溫時間過長，鋼中晶粒則易發生急速長大甚至發生混晶現象。雖然鋼板經過高溫+長時保溫有利于消除鋼中鐵素體和富鉻碳化物(Cr₂₃C₆)的溶解，但這將造成晶粒尺寸的急劇長大。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明所要解決的技術問題提供一種能夠同時解決奧氏體不銹鋼晶粒不均勻、抗晶間腐蝕性能下降以及鋼中殘余鐵素體的中厚板熱處理方法。

為了實現發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種奧氏體不銹鋼的中厚板熱處理方法，其特征在于：采用三階段均熱處理，具體為：

(1)碳化物析出階段：將厚度規格≥10mm的奧氏體不銹鋼放置熱處理爐，將爐溫升至650-700℃后隨即開始保溫，保溫時間60-120min。該階段的主要目的是在敏化溫度區間通過長時間保溫在晶界析出大量的富鉻碳化物(Cr23C6)，通過碳化物的析出將在晶界上存在的長條殘余鐵素體進行分割，使殘余鐵素體的形狀由長條狀變成斷續的小塊狀。另外，在晶界上析出的富鉻碳化物對晶界起到釘扎作用，防止在第二階段均熱處理前晶粒長大。

(2)碳化物溶解階段：在第一階段保溫結束后迅速將熱處理爐溫度升至980-1000℃并開始保溫，保溫時間60-80min。該階段的主要目的是通過高溫長時保溫將第一階段析出的大量富鉻碳化物完全重新回溶，避免大量碳化物的析出造成鋼板耐晶間腐蝕性能下降。另外，在該溫度長時間保溫有利于鋼板在整個厚度截面溫度保持一致，保證第三階段均熱處理時整個厚度方向同時發生再結晶，避免由于再結晶不同步造成的混晶現象。

(3)鐵素體擴散階段：在第二階段保溫結束后迅速將熱處理爐溫度提升至1050-1150℃范圍內并開始保溫，保溫時間30-80min。該階段的主要目的是通過一定時間的保溫使得鋼板在整個厚度截面同步且充分發生再結晶，保證鋼板在整個厚度方向晶粒尺寸均勻。另外，通過長時保溫還能將前期在晶界上被分割成的小塊狀鐵素體溶解，實現了殘余鐵素體的減輕或消除。

所述中厚板≥10mm。